JP4885714B2 - Elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program - Google Patents

Elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program Download PDF

Info

Publication number
JP4885714B2
JP4885714B2 JP2006512654A JP2006512654A JP4885714B2 JP 4885714 B2 JP4885714 B2 JP 4885714B2 JP 2006512654 A JP2006512654 A JP 2006512654A JP 2006512654 A JP2006512654 A JP 2006512654A JP 4885714 B2 JP4885714 B2 JP 4885714B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
electrostrictive
frequency
actuator
order
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006512654A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2005104258A1 (en
Inventor
智裕 山田
正人 駒澤
哲也 八田
隆智 根萩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2006512654A priority Critical patent/JP4885714B2/en
Publication of JPWO2005104258A1 publication Critical patent/JPWO2005104258A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4885714B2 publication Critical patent/JP4885714B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/045Analysing solids by imparting shocks to the workpiece and detecting the vibrations or the acoustic waves caused by the shocks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/12Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/42Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by frequency filtering or by tuning to resonant frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/014Resonance or resonant frequency
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H57/00Electrostrictive relays; Piezo-electric relays
    • H01H2057/006Micromechanical piezoelectric relay
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2047Membrane type

Abstract

In an inspecting method of a piezoelectric/electrostrictive actuator having a piezoelectric/electrostrictive element and two or more electrodes, the frequency response characteristics is picked up when a vibration is given to the piezoelectric/electrostrictive actuator, and the amount of displacement of the piezoelectric/electrostrictive actuator is predicted by the frequency response characteristics. The piezoelectric/electrostrictive actuator is precisely inspected without dissolution and destruction and without actual driving as a product.

Description

本発明は、高い精度を実現した弾性体の検査方法、検査装置、及び寸法予測プログラム、並びに圧電/電歪アクチュエータの検査方法、検査装置、及び変位量予測プログラム、並びに圧電/電歪センサの検査方法、検査装置、及び検出感度予測プログラムに関する。   The present invention relates to an inspection method, an inspection device, and a size prediction program for an elastic body that realizes high accuracy, an inspection method, an inspection device, a displacement amount prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator, and an inspection for a piezoelectric / electrostrictive sensor. The present invention relates to a method, an inspection apparatus, and a detection sensitivity prediction program.

近年、光学、精密機械、半導体製造等の分野において、サブミクロンのオーダーで光路長や位置を調整する変位制御デバイスが所望されるようになってきている。これに応え、強誘電体や反強誘電体に電界を加えたときに起こる逆圧電効果や電歪効果等に基づくところの歪みを利用した圧電/電歪アクチュエータや、同様の効果に基づき強誘電体/反強誘電体に応力を加えたときに起こる電荷発生を利用した圧電/電歪センサ等の、圧電/電歪デバイスの開発が進められている。この圧電/電歪デバイスは、上記のように電界誘起歪みや応力によって誘起される電荷、電界を利用するデバイスであり、特に、圧電/電歪アクチュエータは、従来のサーボモータ、パルスモータ等による電磁方式等に比較して、微小変位制御が容易であり、機械/電気エネルギー変換効率が高く省電力化が図れ、超精密に実装出来て製品の小型軽量化に寄与する、という特徴を備えることから、その応用分野は拡大の一途を辿るものと考えられている。   In recent years, displacement control devices that adjust optical path lengths and positions on the order of submicrons have been desired in the fields of optics, precision machinery, semiconductor manufacturing, and the like. In response to this, piezoelectric / electrostrictive actuators using strain based on the inverse piezoelectric effect and electrostrictive effect that occur when an electric field is applied to a ferroelectric or antiferroelectric material, and ferroelectric based on similar effects Development of a piezoelectric / electrostrictive device such as a piezoelectric / electrostrictive sensor using charge generation that occurs when stress is applied to a body / antiferroelectric material is underway. This piezoelectric / electrostrictive device is a device that uses electric charges and electric fields induced by electric field induced strain and stress as described above. In particular, the piezoelectric / electrostrictive actuator is an electromagnetic device such as a conventional servo motor or pulse motor. Compared to other systems, it has the features that it is easy to control minute displacement, has high mechanical / electrical energy conversion efficiency, saves power, can be mounted with ultra-precision, and contributes to reducing the size and weight of the product. Its application fields are considered to continue to expand.

圧電/電歪アクチュエータは、例えば、キャビティが設けられた厚肉の支持部と、そのキャビティを覆蓋する振動部と、を一体的に成形してなるセラミックス製の基体の一の面に、下部電極と圧電/電歪体と上部電極とを順に積層した圧電/電歪作動部を設けた構造を有するものである。そのような圧電/電歪アクチュエータは、上部電極と下部電極との間に電界が生じると、圧電/電歪材料からなる圧電/電歪体が変形し、振動部に上下方向の変位を生じ、この振動部を変位させる作用によって、圧電/電歪アクチュエータは精密機器のアクチュエータ部として適用され、例えば、振動部を上下に変形させることにより、スイッチの接触、非接触を制御したり、マイクロポンプとして流体制御を行う。   The piezoelectric / electrostrictive actuator has, for example, a lower electrode on one surface of a ceramic substrate formed by integrally forming a thick support portion provided with a cavity and a vibrating portion covering the cavity. , A piezoelectric / electrostrictive body, and a piezoelectric / electrostrictive actuating portion in which an upper electrode is laminated in order. In such a piezoelectric / electrostrictive actuator, when an electric field is generated between the upper electrode and the lower electrode, the piezoelectric / electrostrictive body made of the piezoelectric / electrostrictive material is deformed, and the vibration part is displaced in the vertical direction. Due to the action of displacing the vibration part, the piezoelectric / electrostrictive actuator is applied as an actuator part of a precision instrument. For example, by changing the vibration part up and down, the contact / non-contact of the switch can be controlled, or the micro pump Perform fluid control.

圧電/電歪アクチュエータがスイッチやマイクロポンプのアクチュエータ部等として利用される場合には、その変位量が十分に大きくないと、スイッチにおいてストロークが不足しスイッチとして機能しなかったり、マイクロポンプにおいて流体の押出し量が不十分になったり場合によっては全く流体を押し出せないという問題があった。又、複数の圧電/電歪アクチュエータを組みにして利用する場合には、その個体間の変位量にばらつきがあると、接触又は非接触動作が不安定になったり、流体の押出し量が不安定になったりして、スイッチやマイクロポンプの品質が低下する。従って、同一の電圧をかけた(同一の電界が生じた)ときに、各振動部の変位量が、一定以上であって且つ均一になる圧電/電歪アクチュエータが望まれる。そのため、圧電/電歪アクチュエータを製品として出荷するにあたっては、レーザードップラー振動計等によって、直接、振動部の変位量を検査する必要があった。ところが、作製した圧電/電歪アクチュエータの全ロットについて検査を行うとコストが高くなるため、それに代わる検査方法が求められていた。   When a piezoelectric / electrostrictive actuator is used as an actuator for a switch or a micropump, if the amount of displacement is not sufficiently large, the switch will not have a sufficient stroke and will not function as a switch. There has been a problem that the amount of extrusion becomes insufficient or the fluid cannot be extruded at all. Also, when using multiple piezoelectric / electrostrictive actuators in combination, if there is variation in the amount of displacement among the individual actuators, the contact or non-contact operation becomes unstable or the fluid extrusion amount is unstable. The quality of switches and micropumps deteriorates. Accordingly, there is a demand for a piezoelectric / electrostrictive actuator in which the displacement amount of each vibration part is equal to or greater than a certain level and uniform when the same voltage is applied (the same electric field is generated). Therefore, when the piezoelectric / electrostrictive actuator is shipped as a product, it is necessary to directly inspect the displacement amount of the vibration part by a laser Doppler vibrometer or the like. However, when all the lots of the produced piezoelectric / electrostrictive actuators are inspected, the cost becomes high, and thus an inspection method alternative to that is required.

「振動工学ハンドブック」(養賢堂発行)、第1版、1976年発行、第4章分布系の自由振動、4.6板の振動(P.98〜109)"Vibration Engineering Handbook" (published by Yokendo), 1st edition, published in 1976, Chapter 4 Free Vibration of Distribution System, 4.6 Plate Vibration (P.98-109) 「工業基礎振動学」(養賢堂発行)、第14版、1989年発行、第4章平板の横振動(P.224〜228)"Industrial Fundamental Vibration" (published by Yokendo), 14th edition, published in 1989, Chapter 4 Lateral vibration of flat plate (P.224-228)

このような圧電/電歪アクチュエータの検査にかかる要求に対し、従来は、圧電/電歪アクチュエータの製造工程において、コンデンサに見立てた圧電/電歪体の静電容量を計測することにより、同一の電圧をかけた(同一の電界が生じた)ときの変位量の大小や均一性を検査していた。この検査方法は、圧電/電歪アクチュエータの圧電/電歪体は変位発生部にあたるから、静電容量が等しければ、C=εS/dより、圧電/電歪体の電極面積、電極間距離、又は誘電率等が総合的に同等となるため、圧電/電歪体(ひいては圧電/電歪作動部)の変位量も等しくなり、更には、振動部の変位量も総合的に同等となる結果、変位量にばらつきが生じない筈である、との考えに基づいている。   In response to such a request for inspection of a piezoelectric / electrostrictive actuator, conventionally, in the manufacturing process of a piezoelectric / electrostrictive actuator, the capacitance of the piezoelectric / electrostrictive body that is assumed to be a capacitor is measured. The magnitude and uniformity of displacement were inspected when voltage was applied (the same electric field was generated). In this inspection method, since the piezoelectric / electrostrictive body of the piezoelectric / electrostrictive actuator corresponds to the displacement generating portion, if the capacitance is equal, C = εS / d, the electrode area of the piezoelectric / electrostrictive body, the distance between the electrodes, Or, since the dielectric constant and the like are generally equivalent, the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive body (and hence the piezoelectric / electrostrictive operation portion) is also equal, and furthermore, the displacement amount of the vibration portion is also generally equivalent. Based on the idea that the amount of displacement should not vary.

しかしながら、このような従来の検査方法は、必ずしも精度の高いものではなかった。その理由は、圧電/電歪アクチュエータの圧電/電歪作動部以外の構成要素が、検査に反映されないためと考えられた。又、近時の圧電/電歪アクチュエータでは、微細化が進んだため、僅かな寸法のずれやばらつきが、特性に、より大きな影響を与えるようになっており、その寸法のずれやばらつきを検査するためには、破壊を伴う断面観察を行う必要があるため、多大なコストを要していた。更に、検査にあたり破壊が必要なため、直接、出荷する製品を検査することが不可能であった。   However, such conventional inspection methods are not always highly accurate. The reason was considered that components other than the piezoelectric / electrostrictive actuator of the piezoelectric / electrostrictive actuator were not reflected in the inspection. In recent piezoelectric / electrostrictive actuators, since the miniaturization has progressed, slight dimensional deviations and variations have a greater effect on the characteristics, and the dimensional deviations and variations are inspected. In order to do this, it is necessary to perform cross-sectional observation with breakage, which requires a great deal of cost. Further, since the inspection needs to be broken, it is impossible to directly inspect the product to be shipped.

加えて、圧電/電歪アクチュエータの変位量を、レーザードップラー振動計等によって、直接、検査することは、装置が高価であり、検査タクトがかかり、コスト高になっていた。又、変位量に大きく影響する設計値からの寸法ずれ、位置ずれの量を、製造過程で顕微鏡等を用いた外観検査によって検出することは、熟練した人員を多く確保する必要があり、検査タクトもかかり、コスト高になっていた。更に、断面観察によって寸法ずれ、位置ずれを破壊検査する方法では、コスト高であるのに加え、検査したそのものを製品として使用することが出来ず、抜き取り検査しか行えなかった。尚、これらの問題は、同じ設計・仕様であれば均一なセンサ感度が求められる圧電/電歪センサにおいても、同様に生じていた。   In addition, directly inspecting the amount of displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator with a laser Doppler vibrometer or the like is expensive in apparatus, takes an inspection tact, and increases in cost. In addition, it is necessary to secure a large number of skilled personnel to detect the amount of dimensional deviation and positional deviation from the design value that greatly affects the amount of displacement by visual inspection using a microscope or the like during the manufacturing process. It was costly and expensive. Furthermore, in the method of destructive inspection of dimensional deviation and positional deviation by cross-sectional observation, in addition to high cost, the inspection itself cannot be used as a product, and only a sampling inspection can be performed. These problems also occur in piezoelectric / electrostrictive sensors that require uniform sensor sensitivity with the same design and specifications.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製品としての実駆動をさせることなく、分解・破壊を伴わずに、高い精度で圧電/電歪デバイス(圧電/電歪アクチュエータ又は圧電/電歪センサ)を検査し得る方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object of the present invention is to provide a piezoelectric / electrostrictive device (with high accuracy without causing actual driving as a product, without disassembly and destruction) It is to provide a method capable of inspecting a piezoelectric / electrostrictive actuator or a piezoelectric / electrostrictive sensor.

研究が重ねられた結果、例えば上記した圧電/電歪アクチュエータの場合に、その振動部の変位量は、基体(振動部及び支持部)を含む全体の剛性や、振動部の形状、あるいは振動部に対する圧電/電歪作動部の形成位置、等の圧電/電歪アクチュエータの機械的性質又は形態にかかる各要素に、密接した関係があることがわかった。   As a result of repeated research, for example, in the case of the piezoelectric / electrostrictive actuator described above, the amount of displacement of the vibration part depends on the overall rigidity including the base (vibration part and support part), the shape of the vibration part, or the vibration part. It has been found that there is a close relationship between each element relating to the mechanical properties or form of the piezoelectric / electrostrictive actuator, such as the formation position of the piezoelectric / electrostrictive actuator relative to the piezoelectric element.

そして、更に研究が重ねられた結果、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの種々の周波数特性を調べ、その周波数特性に基づいて圧電/電歪アクチュエータの上記機械的性質又は形態にかかる各要素を、高精度に予測出来ることが見出された。そして、圧電/電歪アクチュエータの機械的性質又は形態にかかる各要素を予測するシステムを構築し、それによって予測された機械的性質又は形態にかかる各要素に基づいて、圧電/電歪アクチュエータの高精度な検査が可能になることがわかった。更に、機械的性質又は形態にかかる各要素と振動部の変位との間には密接な関係があるため、圧電/電歪アクチュエータの振動部の変位量を、高精度に検査することが可能であることがわかった。   As a result of further research, various frequency characteristics when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated are examined, and each element related to the mechanical property or form of the piezoelectric / electrostrictive actuator is based on the frequency characteristics. Has been found to be predictable with high accuracy. Then, a system for predicting each element related to the mechanical property or form of the piezoelectric / electrostrictive actuator is constructed, and based on each element related to the mechanical property or form predicted thereby, the high performance of the piezoelectric / electrostrictive actuator is determined. It was found that accurate inspection was possible. Furthermore, since there is a close relationship between the mechanical property or form element and the displacement of the vibration part, the displacement amount of the vibration part of the piezoelectric / electrostrictive actuator can be inspected with high accuracy. I found out.

具体的には、例えば、圧電/電歪アクチュエータの設計ディメンジョンに依存する何れかの周波数特性の値と、被検体の設計寸法値からの寸法ずれ、位置ずれの量との間に、一定の関係があることが見出され、当該周波数特性の値を求めることによって、被検体における設計値からの寸法ずれ、位置ずれの量が一定の許容値内に入っているか否かを検査出来ることがわかった。そして、この設計値からの寸法ずれ等は、圧電/電歪アクチュエータの変位量の特性と密接な関係があるので、当該周波数特性から変位量を予測し、換算して検査することも可能であることがわかった。   Specifically, for example, there is a certain relationship between the value of any frequency characteristic depending on the design dimension of the piezoelectric / electrostrictive actuator and the amount of dimensional deviation or positional deviation from the design dimension value of the subject. It is found that the amount of dimensional deviation and position deviation from the design value in the subject can be inspected within a certain allowable value by obtaining the frequency characteristic value. It was. Since the dimensional deviation from the design value is closely related to the displacement amount characteristic of the piezoelectric / electrostrictive actuator, the displacement amount can be predicted from the frequency characteristic, converted, and inspected. I understood it.

又、研究が重ねられた結果、例えば、板(板状体)である圧電/電歪アクチュエータの一の部分の寸法ずれは、(1,2)次の振動モードに相当する共振ピークの高さに関係し、他の部分の寸法ずれは(3,1)次と(1,1)次の振動モードに相当する共振周波数の比に関係する、という具合に、それぞれの寸法ずれの要因が、特徴的に現れる次数((m,n)次)の共振が存在することを見出した。更に、従来の文献等に未だ記述されていない特殊な次数(本明細書において3.5次と命名する)の振動モードが存在し、その振動モードの共振によって、板(板状体)である圧電/電歪アクチュエータの一の部分の寸法ずれを、極めて精度よく予測出来ることが見出された。加えて、これらを個別に検査することも可能であるし、これらを組合せて重回帰分析等により計算式を作成することにより、圧電/電歪アクチュエータの変位量を高精度に予測し検査することが可能であることが見出された。   As a result of repeated research, for example, the dimensional deviation of one part of a piezoelectric / electrostrictive actuator that is a plate (plate-like body) is the height of the resonance peak corresponding to the (1,2) order vibration mode. The dimensional deviations of the other parts are related to the ratio of the resonance frequencies corresponding to the (3, 1) order and (1, 1) order vibration modes. It has been found that there is a resonance of order ((m, n) order) that appears characteristically. Furthermore, there exists a vibration mode of a special order (named as 3.5th order in this specification) that has not yet been described in the conventional literature, and the plate is a plate (plate-like body) due to resonance of the vibration mode. It has been found that the dimensional deviation of one part of the piezoelectric / electrostrictive actuator can be predicted with extremely high accuracy. In addition, these can be inspected individually, and by combining them and creating a calculation formula by multiple regression analysis etc., the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator can be predicted and inspected with high accuracy. Has been found to be possible.

尚、一般に、板(板状体)の振動は、非特許文献1及び非特許文献2に記載されているように、(m,n)次の振動モードという形で表記することが出来る。例えば、正方形や長方形の板の場合には、縦方向と横方向、円形の板の場合には、円周方向と直径方向に、それぞれ振動の定常波の節の数に応じて、(m,n)次の振動モードと表記することが出来る。本明細書においては、節が1つもないモードを1次、節が1つ存在するモードを2次と表記する。即ち、長方形の板の場合に、縦方向にm−1、横方向にn−1、の数の節が存在する振動モードを、(m,n)次の振動モードと表記する。各共振周波数における振動モードの特定は、共振周波数で板を加振し、板の複数箇所での振動をレーザードップラー振動計等で測定し、得られた振動データを総合的に解析してアニメーション等で観察することにより特定することが可能である。   In general, the vibration of the plate (plate-like body) can be expressed in the form of (m, n) order vibration mode as described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2. For example, in the case of a square or rectangular plate, in the longitudinal direction and the horizontal direction, in the case of a circular plate, in the circumferential direction and the diameter direction, (m, n) according to the number of nodes of the standing wave of vibration, respectively. ) It can be expressed as the following vibration mode. In the present specification, a mode having no node is referred to as primary, and a mode having one node is referred to as secondary. That is, in the case of a rectangular plate, a vibration mode in which there are m−1 nodes in the vertical direction and n−1 in the horizontal direction is expressed as an (m, n) th vibration mode. To specify the vibration mode at each resonance frequency, the plate is vibrated at the resonance frequency, the vibrations at multiple locations on the plate are measured with a laser Doppler vibrometer, etc. It is possible to specify by observing.

以上のような考え方に基づいて、圧電/電歪アクチュエータの変位量等と同様に、圧電/電歪センサの検出感度についても、検査出来ることがわかった。更には、圧電/電歪デバイス(圧電/電歪アクチュエータ及び圧電/電歪センサ)を含み、広く弾性体を有する構造体について、その寸法を検査する方法として適用可能なことが見出され、本発明が完成した。具体的には、本発明は以下に示す手段を提供する。   Based on the above concept, it was found that the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor can be inspected as well as the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator. Furthermore, it has been found that a structure including a piezoelectric / electrostrictive device (piezoelectric / electrostrictive actuator and piezoelectric / electrostrictive sensor) and having a wide elastic body can be applied as a method for inspecting its dimensions. The invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following means.

即ち、本発明によれば、2以上の弾性体を有する構造体にかかる弾性体の検査方法であって、構造体を振動させたときの周波数特性をピックアップし、その周波数特性によって、弾性体の寸法を予測する弾性体の検査方法が提供される。   That is, according to the present invention, there is provided a method for inspecting an elastic body on a structure having two or more elastic bodies, the frequency characteristic when the structure is vibrated is picked up, and the elastic body An elastic body inspection method for predicting dimensions is provided.

上記周波数特性は、弾性体を加振機や圧電/電歪素子等で振動させたときの機械的な振動を、直接、レーザードップラー振動計や加速度センサ等で測定して得ることが可能であるが、圧電/電歪アクチュエータや圧電/電歪センサの場合には、ネットワークアナライザやインピーダンスアナライザを使用し、電気的なインピーダンスやゲインと位相の周波数特性を測定する方が、安価で高速に測定することが可能である。尚、このことは、本発明に係る全ての発明(弾性体の検査方法の他に、圧電/電歪アクチュエータの検査方法、圧電/電歪センサの検査方法、弾性体の検査装置、圧電/電歪アクチュエータの検査装置、圧電/電歪センサの検査装置、弾性体の寸法予測プログラム、圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラム、圧電/電歪センサの検出感度予測プログラム)においても同様である。   The frequency characteristics can be obtained by directly measuring mechanical vibration when an elastic body is vibrated with a vibrator, a piezoelectric / electrostrictive element, or the like, using a laser Doppler vibrometer or an acceleration sensor. However, in the case of piezoelectric / electrostrictive actuators and piezoelectric / electrostrictive sensors, it is cheaper and faster to measure the frequency characteristics of electrical impedance, gain and phase using a network analyzer or impedance analyzer. It is possible. This means that all the inventions according to the present invention (in addition to the elastic body inspection method, the piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method, the piezoelectric / electrostrictive sensor inspection method, the elastic body inspection apparatus, The same applies to the strain actuator inspection device, the piezoelectric / electrostrictive sensor inspection device, the elastic body size prediction program, the piezoelectric / electrostrictive actuator displacement amount prediction program, and the piezoelectric / electrostrictive sensor detection sensitivity prediction program.

本発明に係る弾性体の検査方法において、上記周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかであることが好ましい。更に、上記周波数特性として、共振周波数Fzを加え、何れか又は2以上の組合せにより、弾性体の寸法を予測することも好ましい。尚、本明細書において、乃至とは、及び/又は、を意味する。   In the method for inspecting an elastic body according to the present invention, the frequency characteristics include one-order resonance frequency Fx and another-order resonance frequency Fy, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = Fy / Fx) determined by them. ) To one or more frequency differences FDxy (FDxy = Fy−Fx). Furthermore, it is also preferable to predict the dimension of the elastic body by adding the resonance frequency Fz as the frequency characteristic and by any one or a combination of two or more. In the present specification, or means and / or.

又、上記周波数特性が一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかであることが好ましい。   In addition, the peak height PKx, the area Sx, and the difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform having the frequency characteristic of the first order, and between the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of the other order. Of the peak height ratio PKRxy, the peak height difference PKDxy, the area ratio SRxy, the area difference SDxy, the difference between the local maximum value and the local minimum value, and the difference between the local maximum value and the local minimum value. Either is preferable.

更に、これらの周波数特性を組合せて、多変量解析等を行うことにより、より高精度に弾性体の寸法を予測・推定することが可能である。   Further, by performing multivariate analysis or the like by combining these frequency characteristics, it is possible to predict and estimate the size of the elastic body with higher accuracy.

尚更には、ある次数(m,n)の共振にかかる共振ピークが現れるか否か、即ち(m,n)次共振が生じているか否かによっても、弾性体の検査を簡便に行うことが可能である(このことは、本発明に係る全ての発明に適用出来る)。   Still further, the elastic body can be easily inspected depending on whether or not a resonance peak related to resonance of a certain order (m, n) appears, that is, whether or not (m, n) order resonance occurs. Yes, this is applicable to all inventions according to the present invention.

本明細書において、(m,n)次の共振にかかる共振波形とは、所定の周波数帯域におけ周波数特性として示される波形のうち、(m,n)次の振動モードに対応する共振ピーク近傍を示す波形(曲線)である。周波数特性とは、限定されるものではないが、機械振動の伝達特性、電気インピーダンス特性、電気的伝送特性、電気的反射特性等であって、横軸を周波数とし、縦軸をゲイン(利得)と位相、インピーダンスと位相、又はアドミタンスと位相、等としたチャートで表現することが出来る。機械的な共振と電気的な共振は、現象としては別の現象であるが、圧電/電歪アクチュエータや圧電/電歪センサにおいては、両者が、ほぼ一致した共振周波数にて観測されることがわかっており、この現象は圧電共振子や圧電フィルタとして応用されている。   In this specification, the resonance waveform related to the (m, n) -order resonance is the vicinity of the resonance peak corresponding to the (m, n) -order vibration mode among the waveforms shown as frequency characteristics in a predetermined frequency band. Is a waveform (curve). The frequency characteristics include, but are not limited to, mechanical vibration transmission characteristics, electrical impedance characteristics, electrical transmission characteristics, electrical reflection characteristics, etc., where the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents gain. And a phase, impedance and phase, admittance and phase, or the like. Mechanical resonance and electrical resonance are different phenomena, but in piezoelectric / electrostrictive actuators and piezoelectric / electrostrictive sensors, both may be observed at approximately the same resonance frequency. This phenomenon is known and applied to piezoelectric resonators and piezoelectric filters.

(m,n)次の共振は、周波数特性を表すチャートにおいて、上記共振波形のうちピークを有する山型乃至谷型の部分で特定される。共振波形とは、その山型乃至谷型の部分の近傍を表す波形にあたる。共振波形の面積とは、周波数特性を表すチャートにおけるピークのないベースとなるラインに対して、その山型乃至谷型に盛り上がった部分の面積であり、共振波形のピークの高さとは、その山型乃至谷型部分のピークの高さの値であって、この縦軸の値は、ゲイン、インピーダンス、アドミタンス、位相等、何れの周波数特性の値であっても構わないが、電気振動の場合は位相、機械振動の場合はゲイン(利得)をとることが好ましい。上記ベースとなるラインが比較的フラットであり、データ処理し易いからである。尚、共振波形の極大値と極小値の差は、縦軸の値としてインピーダンス又はアドミタンスの値をとるチャートの場合に、好適に採用される。インピーダンスやアドミタンスの場合は、ベースラインが右上がり又は右下がりの曲線乃至直線となり、共振と反共振とが組みになって、山型の部分と谷型の部分にピークが存在するので、その両者の差を寸法ずれや変位量を予測するための特性値とすることが出来る。   The (m, n) order resonance is specified by a peak-shaped or valley-shaped portion having a peak in the resonance waveform in the chart representing the frequency characteristics. The resonance waveform corresponds to a waveform that represents the vicinity of the peak or valley portion. The area of the resonance waveform is the area of the peaked or valley-shaped portion of the base line having no peak in the frequency characteristic chart, and the peak height of the resonance waveform is the peak of the resonance waveform. This is the peak height value of the shape or valley portion, and the value on the vertical axis may be any frequency characteristic value such as gain, impedance, admittance, phase, etc. In the case of phase and mechanical vibration, it is preferable to take a gain. This is because the base line is relatively flat and data processing is easy. Note that the difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform is preferably used in the case of a chart that takes the impedance or admittance value as the value on the vertical axis. In the case of impedance or admittance, the baseline is a curve or straight line that rises or falls to the right, and the resonance and anti-resonance are combined, and there are peaks in the peak-shaped part and valley-shaped part. This difference can be used as a characteristic value for predicting the dimensional deviation and displacement.

本発明に係る弾性体の検査方法は、上記弾性体の寸法が、構造体を構成する2以上の弾性体のうち任意の2の弾性体間のずれ量である場合に好適に用いられる。又、上記弾性体の寸法が、構造体を構成する2以上の弾性体のうち任意の1の弾性体のうねり量である場合に好適に用いられる。   The method for inspecting an elastic body according to the present invention is suitably used when the dimension of the elastic body is an amount of deviation between any two elastic bodies out of two or more elastic bodies constituting the structure. Moreover, it is suitably used when the dimension of the elastic body is the undulation amount of any one of the two or more elastic bodies constituting the structure.

次に、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの検査方法であって、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの周波数特性をピックアップし、その周波数特性によって、圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測する圧電/電歪アクチュエータの検査方法が提供される。   Next, according to the present invention, there is provided a method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive actuator comprising a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes, and picking up frequency characteristics when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated. In addition, the piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method for predicting the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator according to the frequency characteristic is provided.

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査方法においては、上記周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかであることが好ましい。   In the inspection method for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention, the frequency characteristics include one order of resonance frequency Fx and another order of resonance frequency Fy, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy) determined by them. = Fy / Fx) to one or more frequency differences FDxy (FDxy = Fy−Fx).

又、本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査方法においては、上記1以上の周波数比FR乃至1以上の周波数差FDに、1以上の共振周波数Fz乃至圧電/電歪体の静電容量CPを加えて、何れか又は2以上の組合せにより、圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測することが好ましい。   In the inspection method for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention, the frequency ratio FR of 1 or more and the frequency difference FD of 1 or more, the resonance frequency Fz of 1 or more, or the capacitance CP of the piezoelectric / electrostrictive body. In addition, it is preferable to predict the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator by any one or a combination of two or more.

更に、上記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかであることが好ましい。   Further, the frequency characteristics include the peak height PKx, the area Sx, the difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform of the first order, and the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of another order. Between the peak height ratio PKRxy, the peak height difference PKDxy, the area ratio SRxy, the area difference SDxy, the difference between the local maximum and the local minimum, and the difference between the local maximum and the local minimum It is preferable that it is either.

加えて、これらの周波数特性を組合せ、多変量解析等を行うことにより、より高精度に圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測・推定することが可能である。   In addition, it is possible to predict and estimate the displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator with higher accuracy by combining these frequency characteristics and performing multivariate analysis or the like.

次に、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪センサの検査方法であって、圧電/電歪センサを振動させたときの周波数特性をピックアップし、その周波数特性によって、圧電/電歪センサの検出感度を予測する圧電/電歪センサの検査方法が提供される。   Next, according to the present invention, there is provided a method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive sensor comprising a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes, and picking up frequency characteristics when the piezoelectric / electrostrictive sensor is vibrated. In addition, a piezoelectric / electrostrictive sensor inspection method for predicting the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor according to the frequency characteristics is provided.

本発明に係る圧電/電歪センサの検査方法においては、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかであることが好ましい。   In the inspection method of the piezoelectric / electrostrictive sensor according to the present invention, the resonance frequency Fx of one order and the resonance frequency Fy of another order, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = Fy / Fx) obtained by them. Or any one or more of the frequency differences FDxy (FDxy = Fy−Fx).

又、本発明に係る第1の圧電/電歪センサの検査方法においては、上記1以上の周波数比FRxy乃至1以上の周波数差FDxyに、1以上の共振周波数Fz乃至圧電/電歪体の静電容量CPを加えて、圧電/電歪センサの検出感度を予測することが好ましい。   In the first method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive sensor according to the present invention, one or more frequency ratios FRxy to one or more frequency differences FDxy have one or more resonance frequencies Fz to piezoelectric / electrostrictive body static. It is preferable to predict the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor by adding the capacitance CP.

更に、上記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかであることが好ましい。   Further, the frequency characteristics include the peak height PKx, the area Sx, the difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform of the first order, and the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of another order. Between the peak height ratio PKRxy, the peak height difference PKDxy, the area ratio SRxy, the area difference SDxy, the difference between the local maximum and the local minimum, and the difference between the local maximum and the local minimum It is preferable that it is either.

更に、これらの周波数特性を組合せ、多変量解析等を行うことにより、より高精度に圧電/電歪センサの検出感度を予測・推定することが可能である。   Further, by combining these frequency characteristics and performing multivariate analysis or the like, it is possible to predict and estimate the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor with higher accuracy.

次に、本発明によれば、2以上の弾性体を有する構造体にかかる弾性体を検査する装置であって、構造体を振動させたときの周波数特性をピックアップし、その周波数特性によって、弾性体の寸法を予測する手段を具備する弾性体の検査装置が提供される。   Next, according to the present invention, there is provided an apparatus for inspecting an elastic body applied to a structure having two or more elastic bodies. The apparatus picks up a frequency characteristic when the structure is vibrated. There is provided an inspection apparatus for an elastic body comprising means for predicting a body size.

本発明に係る第1の弾性体の検査装置においては、周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかであることが好ましい。更に、上記周波数特性として、1以上の共振周波数Fzを加え、何れか又は2以上の組合せにより、弾性体の寸法を予測する手段を具備することも好ましい。   In the first elastic body inspection apparatus according to the present invention, the frequency characteristics include one-order resonance frequency Fx and other-order resonance frequency Fy, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = FRxy =) determined by them. Fy / Fx) or one or more frequency differences FDxy (FDxy = Fy−Fx). Furthermore, it is also preferable to include means for predicting the size of the elastic body by adding one or more resonance frequencies Fz as the frequency characteristics and by any one or a combination of two or more.

又、上記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかであることが好ましい。   In addition, the frequency characteristics include the peak height PKx, the area Sx, the difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform of the first order, and the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of another order. Between the peak height ratio PKRxy, the peak height difference PKDxy, the area ratio SRxy, the area difference SDxy, the difference between the local maximum and the local minimum, and the difference between the local maximum and the local minimum It is preferable that it is either.

本発明に係る弾性体の検査装置は、上記弾性体の寸法が、構造体を構成する2以上の弾性体のうち任意の2の弾性体間のずれ量である場合に好適に用いられる。又、上記弾性体の寸法が、構造体を構成する2以上の弾性体のうち任意の1の弾性体のうねり量である場合に好適に用いられる。   The elastic body inspection apparatus according to the present invention is suitably used when the size of the elastic body is a deviation amount between any two elastic bodies of two or more elastic bodies constituting the structure. Moreover, it is suitably used when the dimension of the elastic body is the undulation amount of any one of the two or more elastic bodies constituting the structure.

次に、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータを検査する装置であって、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの周波数特性をピックアップし、その周波数特性によって、前記圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測する手段を具備する圧電/電歪アクチュエータの検査装置が提供される。   Next, according to the present invention, an apparatus for inspecting a piezoelectric / electrostrictive actuator comprising a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes, the frequency characteristics when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated are shown. There is provided a piezoelectric / electrostrictive actuator inspection apparatus comprising means for picking up and predicting a displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on frequency characteristics thereof.

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査装置においては、上記周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかであることが好ましい。   In the inspection apparatus for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention, the frequency characteristics include the one-order resonance frequency Fx and the other-order resonance frequency Fy, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy) determined by them. = Fy / Fx) to one or more frequency differences FDxy (FDxy = Fy−Fx).

又、本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査装置においては、上記1以上の周波数比FRxy乃至1以上の周波数差FDxyに、1以上の共振周波数Fz乃至圧電/電歪体の静電容量CPを加えて、何れか又は2以上の組合せにより、圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測する手段を具備することが好ましい。   In the piezoelectric / electrostrictive actuator inspection apparatus according to the present invention, the frequency ratio FRxy of 1 or more, the frequency difference FDxy of 1 or more, the resonance frequency Fz of 1 or more, or the capacitance CP of the piezoelectric / electrostrictive body. In addition, it is preferable to include means for predicting the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator by any one or a combination of two or more.

更に、上記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかであることが好ましい。   Further, the frequency characteristics include the peak height PKx, the area Sx, the difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform of the first order, and the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of another order. Between the peak height ratio PKRxy, the peak height difference PKDxy, the area ratio SRxy, the area difference SDxy, the difference between the local maximum and the local minimum, and the difference between the local maximum and the local minimum It is preferable that it is either.

次に、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪センサを検査する装置であって、圧電/電歪センサを振動させたときの周波数特性をピックアップし、その周波数特性によって、圧電/電歪センサの検出感度を予測する手段を具備する圧電/電歪センサの検査装置が提供される。   Next, according to the present invention, an apparatus for inspecting a piezoelectric / electrostrictive sensor comprising a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes, the frequency characteristics when the piezoelectric / electrostrictive sensor is vibrated are shown. There is provided a piezoelectric / electrostrictive sensor inspection apparatus comprising means for picking up and predicting the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor based on the frequency characteristics thereof.

本発明に係る圧電/電歪センサの検査装置においては、周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかであることが好ましい。   In the piezoelectric / electrostrictive sensor inspection apparatus according to the present invention, the frequency characteristics include one-order resonance frequency Fx and other-order resonance frequency Fy, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = FRxy =) determined by them. Fy / Fx) or one or more frequency differences FDxy (FDxy = Fy−Fx).

又、本発明に係る第1の圧電/電歪センサの検査装置においては、上記1以上の周波数比FRxy乃至1以上の周波数差FDxyに、1以上の共振周波数Fz乃至圧電/電歪体の静電容量CPを加えて、圧電/電歪センサの検出感度を予測する手段を具備することが好ましい。   In the first piezoelectric / electrostrictive sensor inspection apparatus according to the present invention, the one or more frequency ratios FRxy to one or more frequency differences FDxy have one or more resonance frequencies Fz to the piezoelectric / electrostrictive body static. It is preferable to provide means for predicting the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor by adding the capacitance CP.

更に、上記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかであることが好ましい。   Further, the frequency characteristics include the peak height PKx, the area Sx, the difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform of the first order, and the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of another order. Between the peak height ratio PKRxy, the peak height difference PKDxy, the area ratio SRxy, the area difference SDxy, the difference between the local maximum and the local minimum, and the difference between the local maximum and the local minimum It is preferable that it is either.

次に、本発明によれば、2以上の弾性体を有する構造体にかかる弾性体の寸法を予測するために、コンピュータを、予測寸法を計算しようとする構造体の周波数特性の測定値を入力する手段、予測寸法の計算式に基づいて構造体にかかる弾性体の予測寸法を得る手段、得られた構造体にかかる弾性体の予測寸法を出力する手段、として、機能させるための弾性体の寸法予測プログラムが提供される。   Next, according to the present invention, in order to predict the size of the elastic body according to the structure having two or more elastic bodies, the computer inputs the measurement value of the frequency characteristic of the structure whose predicted size is to be calculated. Of the elastic body for functioning as means for obtaining the predicted size of the elastic body applied to the structure based on the calculation formula of the predicted size, and for outputting the predicted size of the elastic body applied to the obtained structure. A dimension prediction program is provided.

本発明に係る弾性体の寸法予測プログラムは、上記予測される弾性体の寸法が、構造体を構成する2以上の弾性体のうち任意の2の弾性体間のずれ量である場合に好適に用いられる。又、上記予測される弾性体の寸法が、構造体を構成する2以上の弾性体のうち任意の1の弾性体のうねり量である場合に好適に用いられる。   The elastic body size prediction program according to the present invention is preferably used when the predicted elastic body size is a deviation amount between any two elastic bodies of two or more elastic bodies constituting the structure. Used. Moreover, it is suitably used when the predicted size of the elastic body is the amount of swell of any one of the two or more elastic bodies constituting the structure.

本発明に係る弾性体の寸法予測プログラムは、より具体的には、2以上の弾性体を有する構造体にかかる弾性体の寸法を予測するために、コンピュータを、構造体を振動させたときの1次の共振周波数F1(上記周波数特性)を入力する手段、構造体を振動させたときの1以上の高次のn次共振周波数Fn(上記周波数特性)を入力する手段、1次の共振周波数F1及び1以上の高次のn次共振周波数Fnにより、1以上の周波数比FRn(FRn=Fn/F1)を得る手段、数1式(上記予測寸法の計算式)に基づいて構造体にかかる弾性体の予測寸法を得る手段、得られた構造体にかかる弾性体の予測寸法を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   More specifically, the elastic body size prediction program according to the present invention is a computer program that causes a computer to vibrate in order to predict the size of an elastic body according to a structure having two or more elastic bodies. Means for inputting primary resonance frequency F1 (the above frequency characteristic), means for inputting one or more higher order nth order resonance frequencies Fn (the above frequency characteristics) when the structure is vibrated, and primary resonance frequency Means for obtaining a frequency ratio FRn (FRn = Fn / F1) of one or more by F1 and one or more higher-order n-th order resonance frequencies Fn, applied to the structure based on Formula 1 (calculation formula of the predicted dimensions) It is preferable to function as means for obtaining the predicted dimensions of the elastic body and means for outputting the predicted dimensions of the elastic body according to the obtained structure.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

本発明に係る弾性体の寸法予測プログラムは、尚更には、2以上の弾性体を有する構造体にかかる弾性体の寸法を予測するために、コンピュータを、構造体を振動させたときの1以上のm次共振周波数Fm(上記周波数特性)を入力する手段、数2式(上記予測寸法の計算式)に基づいて構造体にかかる弾性体の予測寸法を得る手段、得られた構造体にかかる弾性体の予測寸法を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   The elastic body size prediction program according to the present invention is more preferably one or more when the computer is vibrated to predict the size of the elastic body according to the structure having two or more elastic bodies. Means for inputting the m-th order resonance frequency Fm (the above frequency characteristic), means for obtaining the predicted dimension of the elastic body on the structure based on Formula 2 (the formula for calculating the predicted dimension), and the obtained structure It is preferable to function as a means for outputting the predicted size of the elastic body.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

次に、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを、予測変位量を計算しようとする圧電/電歪アクチュエータの周波数特性を入力する手段、予測変位量の計算式に基づいて圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を得る手段、得られた圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を出力する手段、として、機能させるための圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムが提供される。   Next, according to the present invention, in order to predict the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator including the piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes, the computer calculates the predicted displacement amount. Means for inputting the frequency characteristics of the electrostrictive actuator, means for obtaining the predicted displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on a calculation formula of the predicted displacement, means for outputting the predicted displacement of the obtained piezoelectric / electrostrictive actuator, As described above, a displacement prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator for functioning is provided.

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムにおいて、上記周波数特性として、1次の共振乃至1以上の高次のn次共振にかかる共振波形の、面積、ピークの高さ、及び極大値と極小値の差、並びに、それらにより求められる1次の共振にかかる共振波形と1以上の高次のn次共振にかかる共振波形との間の、面積比、ピークの高さの比、及び極大値と極小値の差の比、を入力することが可能である。   In the displacement prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention, the area, the peak height, and the maximum of the resonance waveform relating to the first-order resonance or one or more higher-order n-th resonances as the frequency characteristics. The difference between the value and the minimum value, and the area ratio, the peak height ratio, between the resonance waveform relating to the first-order resonance and the resonance waveform relating to the one or more higher-order n-order resonances, And the ratio of the difference between the maximum value and the minimum value can be input.

又、本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムは、より具体的には、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1次の共振周波数F1(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1以上の高次のn次共振周波数Fn(上記周波数特性)を入力する手段、1次の共振周波数F1及び1以上の高次のn次共振周波数Fnにより、1以上の周波数比FRn(FRn=Fn/F1)を得る手段、数3式(上記予測変位量の計算式)に基づいて圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を得る手段、得られた圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   In addition, the displacement prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention more specifically relates to a piezoelectric / electrostrictive actuator comprising a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes according to the present invention. In order to predict the amount of displacement, the computer inputs means for inputting a primary resonance frequency F1 (the above frequency characteristic) when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated, and 1 when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated. The means for inputting the above higher-order nth-order resonance frequency Fn (the above-mentioned frequency characteristic), the first-order resonance frequency F1 and the one or more higher-order n-order resonance frequencies Fn provide one or more frequency ratios FRn (FRn = Fn). / F1), a means for obtaining a predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on Formula 3 (the calculation formula for the predicted displacement amount), and a predicted displacement amount of the obtained piezoelectric / electrostrictive actuator are output. That means, as, it is preferable that to function.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムは、尚更には、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1次の共振周波数F1(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1以上の高次のn次共振周波数Fn(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪体の静電容量CPを入力する手段、1次の共振周波数F1及び1以上の高次のn次共振周波数Fnにより、1以上の周波数比FRn(FRn=Fn/F1)を得る手段、数4式(上記予測変位量の計算式)に基づいて圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を得る手段、得られた圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   The displacement prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention still further predicts the displacement amount of a piezoelectric / electrostrictive actuator including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes according to the present invention. In order to do this, the computer inputs means for inputting a primary resonance frequency F1 (the above frequency characteristic) when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated, and one or more higher orders when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated. Means for inputting the n-th order resonance frequency Fn (the above frequency characteristic), means for inputting the capacitance CP of the piezoelectric / electrostrictive body, the first order resonance frequency F1, and one or more higher order n order resonance frequencies Fn. Means for obtaining a frequency ratio FRn (FRn = Fn / F1) of 1 or more, means for obtaining a predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on Formula 4 (calculation formula of the predicted displacement amount), and obtained piezoelectric / Electrostriction Means for outputting the predicted displacement of the actuator as, it is preferable that to function.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムは、尚更には、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1以上のm次共振周波数Fm(上記周波数特性)を入力する手段、数5式(上記予測変位量の計算式)に基づいて圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を得る手段、得られた圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   The displacement prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention further includes a computer for predicting the displacement of a piezoelectric / electrostrictive actuator including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes. , Means for inputting one or more m-th order resonance frequencies Fm (the above frequency characteristics) when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated, the piezoelectric / electrostrictive actuators based on Formula 5 (the above formula for calculating the predicted displacement) It is preferable to function as a means for obtaining the predicted displacement amount and a means for outputting the predicted displacement amount of the obtained piezoelectric / electrostrictive actuator.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムは、尚更には、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1次の共振周波数F1(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1以上の高次のn次共振周波数Fn(上記周波数特性)及びm次共振周波数Fm(上記周波数特性)を入力する手段、1次の共振周波数F1及び1以上の高次のn次共振周波数Fnにより、1以上の周波数比FRn(FRn=Fn/F1)を得る手段、数6式(上記予測変位量の計算式)に基づいて圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を得る手段、得られた圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   The displacement prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention further includes a computer for predicting the displacement of a piezoelectric / electrostrictive actuator including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes. , Means for inputting a primary resonance frequency F1 (the above frequency characteristic) when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated, one or more higher-order n-order resonance frequencies Fn when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated The frequency ratio FRn (FRn = FRn = FRn = the frequency characteristic) and the mth order resonance frequency Fm (the frequency characteristic) are input by means of the primary resonance frequency F1 and the one or more higher order nth order resonance frequencies Fn. Fn / F1), a means for obtaining a predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on Formula 6 (the calculation formula for the predicted displacement amount), and a prediction of the obtained piezoelectric / electrostrictive actuator. It means for outputting a displacement amount, as, it is preferable that to function.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムは、尚更には、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1次の共振周波数F1(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの1以上の高次のn次共振周波数Fn(上記周波数特性)及びm次共振周波数Fm(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪体の静電容量CPを入力する手段、1次の共振周波数F1及び1以上の高次のn次共振周波数Fnにより、1以上の周波数比FRn(FRn=Fn/F1)を得る手段、数7式(上記予測変位量の計算式)に基づいて圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を得る手段、得られた圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   The displacement prediction program for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention further includes a computer for predicting the displacement of a piezoelectric / electrostrictive actuator including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes. , Means for inputting a primary resonance frequency F1 (the above frequency characteristic) when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated, one or more higher-order n-order resonance frequencies Fn when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated (Frequency characteristics) and means for inputting the m-th order resonance frequency Fm (the frequency characteristics), means for inputting the capacitance CP of the piezoelectric / electrostrictive body, the first order resonance frequency F1 and one or more higher order n Means for obtaining a frequency ratio FRn (FRn = Fn / F1) of 1 or more by the next resonance frequency Fn, the predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator is obtained based on the equation (7) (predicted displacement calculation formula). Stage means for outputting the predicted displacement of the resultant piezoelectric / electrostrictive actuator, as, it is preferable that to function.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

次に、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪センサの検出感度を予測するために、コンピュータを、予測検出感度を計算しようとする圧電/電歪センサの周波数特性を入力する手段、予測検出感度の計算式に基づいて圧電/電歪センサの予測検出感度を得る手段、得られた圧電/電歪センサの予測検出感度を出力する手段、として、機能させるための圧電/電歪センサの検出感度予測プログラムが提供される。   Next, according to the present invention, in order to predict the detection sensitivity of a piezoelectric / electrostrictive sensor including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes, a computer is used to calculate the predicted detection sensitivity. Means for inputting frequency characteristics of the electrostrictive sensor, means for obtaining the predicted detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor based on a calculation formula of the predicted detection sensitivity, means for outputting the predicted detection sensitivity of the obtained piezoelectric / electrostrictive sensor, As described above, a detection sensitivity prediction program for a piezoelectric / electrostrictive sensor for functioning is provided.

本発明に係る圧電/電歪センサの検出感度予測プログラムにおいて、上記周波数特性として、1次の共振乃至1以上の高次のn次共振にかかる共振波形の、面積、ピークの高さ、及び極大値と極小値の差、並びに、それらにより求められる1次の共振にかかる共振波形と1以上の高次のn次共振にかかる共振波形との間の、面積比、ピークの高さの比、及び極大値と極小値の差の比、を入力することが可能である。   In the detection sensitivity prediction program for a piezoelectric / electrostrictive sensor according to the present invention, the area, the peak height, and the maximum of the resonance waveform relating to the first-order resonance or one or more higher-order n-th resonances as the frequency characteristics. The difference between the value and the minimum value, and the area ratio, the peak height ratio, between the resonance waveform relating to the first-order resonance and the resonance waveform relating to the one or more higher-order n-order resonances, And the ratio of the difference between the maximum value and the minimum value can be input.

本発明に係る圧電/電歪センサの検出感度予測プログラムは、より具体的には、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪センサの検出感度を予測するために、コンピュータを、圧電/電歪センサを振動させたときの1次の共振周波数F1(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪センサを振動させたときの1以上の高次のn次共振周波数Fn(上記周波数特性)を入力する手段、1次の共振周波数F1及び1以上の高次のn次共振周波数Fnにより、1以上の周波数比FRn(FRn=Fn/F1)を得る手段、数8式(上記予測検出感度の計算式)に基づいて圧電/電歪センサの予測検出感度を得る手段、得られた圧電/電歪センサの予測検出感度を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   More specifically, the piezoelectric / electrostrictive sensor detection sensitivity prediction program according to the present invention predicts the detection sensitivity of a piezoelectric / electrostrictive sensor including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes. Means for inputting a primary resonance frequency F1 (the above frequency characteristic) when the piezoelectric / electrostrictive sensor is vibrated in the computer; one or more higher-order n-th resonances when the piezoelectric / electrostrictive sensor is vibrated Means for inputting frequency Fn (the above-mentioned frequency characteristic), means for obtaining a frequency ratio FRn (FRn = Fn / F1) of 1 or more by a primary resonance frequency F1 and one or more high-order n-order resonance frequencies Fn, a number It functions as a means for obtaining the predicted detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor based on the eight formulas (the calculation formula for the predicted detection sensitivity) and a means for outputting the predicted detection sensitivity of the obtained piezoelectric / electrostrictive sensor. Preferably there is.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

本発明に係る圧電/電歪センサの検出感度予測プログラムは、尚更には、本発明によれば、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪センサの検出感度を予測するために、コンピュータを、圧電/電歪センサを振動させたときの1次の共振周波数F1(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪センサを振動させたときの1以上の高次のn次共振周波数Fn(上記周波数特性)を入力する手段、圧電/電歪体の静電容量CPを入力する手段、1次の共振周波数F1及び1以上の高次のn次共振周波数Fnにより、1以上の周波数比FRn(FRn=Fn/F1)を得る手段、数9式(上記予測検出感度の計算式)に基づいて圧電/電歪センサの予測検出感度を得る手段、得られた圧電/電歪センサの予測検出感度を出力する手段、として、機能させるものであることが好ましい。   The program for predicting the detection sensitivity of a piezoelectric / electrostrictive sensor according to the present invention further predicts the detection sensitivity of a piezoelectric / electrostrictive sensor comprising a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes according to the present invention. In order to do this, the computer inputs means for inputting the primary resonance frequency F1 (the above frequency characteristic) when the piezoelectric / electrostrictive sensor is vibrated, and one or more higher orders when the piezoelectric / electrostrictive sensor is vibrated. Means for inputting the n-th order resonance frequency Fn (the above frequency characteristic), means for inputting the capacitance CP of the piezoelectric / electrostrictive body, the first order resonance frequency F1, and one or more higher order n order resonance frequencies Fn. Means for obtaining a frequency ratio FRn (FRn = Fn / F1) of 1 or more, means for obtaining the predicted detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor based on Formula 9 (calculation formula of the predicted detection sensitivity), and the obtained piezoelectric / The hand that outputs the predicted detection sensitivity of the electrostrictive sensor As, it is preferable that to function.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

尚、本発明に係る各プログラムの発明における各数式は、各方法の発明等において使用され得る数式である。例えば、本発明に係る(第1の)弾性体の検査方法は、1以上の周波数比FRnより、弾性体の寸法を予測するが、この予測をするために、本発明に係る(第2の)弾性体の寸法予測プログラムの数1式が用いられ得る。   Each mathematical expression in the invention of each program according to the present invention is a mathematical expression that can be used in the invention of each method. For example, the (first) elastic body inspection method according to the present invention predicts the size of the elastic body from a frequency ratio FRn of 1 or more. 1) Equation 1 of the elastic body size prediction program can be used.

本発明に係る弾性体の検査方法及び検査装置は、2以上の弾性体が構成要素になっている構造体について、その一部分を検査の判断基準とするのではなく、構造体全体を微小に振動させたときの、一の次数の共振周波数、他の次数の共振周波数、及びそれらにより求められる周波数比乃至周波数差、並びに、一の次数の共振波形のピークの高さ、面積、極大値と極小値の差、及びその一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比、ピークの高さの差、面積比、面積差、等に基づいて、構造体が有する2の弾性体間のずれ量や1の弾性体のうねり量等の弾性体の寸法を予測しているので、経験に頼らずに高い精度で検査することが出来る。そして、非破壊検査であるため、より正確な良否判断が、迅速に行える。   According to the elastic body inspection method and inspection apparatus of the present invention, a part of a structure including two or more elastic bodies is not used as a criterion for inspection, but the entire structure is minutely vibrated. The resonance frequency of one order, the resonance frequency of other orders, and the frequency ratio or frequency difference obtained by them, and the peak height, area, maximum value and minimum value of the resonance waveform of the first order Structure based on the difference in values and the peak height ratio, peak height difference, area ratio, area difference, etc. between the resonance waveform of one order and the resonance waveform of the other order Since the dimensions of the elastic body such as the amount of displacement between the two elastic bodies of the body and the amount of waviness of the elastic body 1 are predicted, the inspection can be performed with high accuracy without depending on experience. And since it is a nondestructive inspection, a more accurate pass / fail judgment can be made quickly.

本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査方法及び検査装置は、圧電/電歪体と2以上の電極が構成要素になっている圧電/電歪アクチュエータについて、その一部分である圧電/電歪体にかかる静電容量のみを検査に用いるのではなく、圧電/電歪アクチュエータ全体を実際に振動させたときの、一の次数の共振周波数、他の次数の共振周波数、及びそれらにより求められる周波数比乃至周波数差、並びに、一の次数の共振波形のピークの高さ、面積、極大値と極小値の差、及びその一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比、ピークの高さの差、面積比、面積差、等に基づいて、圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測しているので、経験に頼らずに高い精度で検査することが出来る。そして、非破壊検査であるため、より正確な良否判断が、迅速に行える。従って、望まれない製品を出荷してしまう過誤が防止され得る。   The piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method and inspection apparatus according to the present invention includes a piezoelectric / electrostrictive body that is a part of a piezoelectric / electrostrictive actuator including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes as constituent elements. When the entire piezoelectric / electrostrictive actuator is actually vibrated, the resonance frequency of the first order, the resonance frequency of the other order, and the frequency ratio required by them are not used for the inspection. To the frequency difference and the peak height, area, difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform of the first order, and the peak between the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of the other order. Since the displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator is predicted based on the height ratio, peak height difference, area ratio, area difference, etc., it is possible to inspect with high accuracy without relying on experience. I can do it. And since it is a nondestructive inspection, a more accurate pass / fail judgment can be made quickly. Therefore, an error in shipping an undesired product can be prevented.

本発明に係る圧電/電歪センサの検査方法及び検査装置は、圧電/電歪体と2以上の電極が構成要素になっている圧電/電歪センサについて、その一部分である圧電/電歪体にかかる静電容量のみを検査に用いるのではなく、圧電/電歪センサ全体を実際に振動させたときの、一の次数の共振周波数、他の次数の共振周波数、及びそれらにより求められる周波数比乃至周波数差、並びに、一の次数の共振波形のピークの高さ、面積、極大値と極小値の差、及びその一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比、ピークの高さの差、面積比、面積差、等に基づいて、圧電/電歪センサの検出感度を予測しているので、経験に頼らずに高い精度で検査することが出来る。そして、非破壊検査であるため、より正確な良否判断が、迅速に行える。従って、望まれない製品を出荷してしまう過誤が防止され得る。   The inspection method and inspection apparatus for a piezoelectric / electrostrictive sensor according to the present invention includes a piezoelectric / electrostrictive body that is a part of a piezoelectric / electrostrictive sensor including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes as constituent elements. When the entire piezoelectric / electrostrictive sensor is actually vibrated, the resonance frequency of the first order, the resonance frequency of the other order, and the frequency ratio required by them are not used for the inspection. To the frequency difference and the peak height, area, difference between the maximum value and the minimum value of the resonance waveform of the first order, and the peak between the resonance waveform of the first order and the resonance waveform of the other order. Since the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor is predicted based on the height ratio, peak height difference, area ratio, area difference, etc., inspection can be performed with high accuracy without relying on experience. I can do it. And since it is a nondestructive inspection, a more accurate pass / fail judgment can be made quickly. Therefore, an error in shipping an undesired product can be prevented.

圧電/電歪アクチュエータの一例を示す図であり、振動部と支持部とを分離して表す斜視図である。It is a figure which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator, and is a perspective view which isolate | separates and represents a vibration part and a support part. 図1に示される圧電/電歪アクチュエータの振動部及び圧電/電歪作動部を含むAA’断面を表す断面図である。It is sectional drawing showing the AA 'cross section containing the vibration part and piezoelectric / electrostrictive action | operation part of the piezoelectric / electrostrictive actuator shown by FIG. 図1に示される圧電/電歪アクチュエータの振動部及び圧電/電歪作動部を含むBB’断面を表す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a BB ′ cross section including a vibration part and a piezoelectric / electrostrictive operation part of the piezoelectric / electrostrictive actuator shown in FIG. 基体と圧電/電歪作動部がずれている圧電/電歪アクチュエータの一例を示す断面図であり、図3に対応する断面が示された図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator in which a base body and a piezoelectric / electrostrictive operation unit are displaced, and a cross-sectional view corresponding to FIG. 振動部が(図中の)下向きのうねりを有する形態の圧電/電歪アクチュエータを示す断面図であり、図3に対応する断面が示された図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a piezoelectric / electrostrictive actuator having a vibrating portion having a downward swell (in the drawing), and a cross-section corresponding to FIG. 3. 圧電/電歪アクチュエータをマイクロスイッチのアクチュエータ部として適用した例を示す断面図であり、非導通状態(OFF)を表している。It is sectional drawing which shows the example which applied the piezoelectric / electrostrictive actuator as an actuator part of a microswitch, and represents the non-conduction state (OFF). 圧電/電歪アクチュエータをマイクロスイッチのアクチュエータ部として適用した例を示す断面図であり、導通状態(ON)を表している。It is sectional drawing which shows the example which applied the piezoelectric / electrostrictive actuator as an actuator part of a microswitch, and represents the conduction | electrical_connection state (ON). 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す図であり、距離Dの横ずれがある形態の圧電/電歪アクチュエータを示す断面図である。It is a figure which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator, and is sectional drawing which shows the piezoelectric / electrostrictive actuator of a form with the lateral deviation of the distance D. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す図であり、うねり量Hの(図中において)上方向のうねりがある形態の圧電/電歪アクチュエータを示す断面図である。It is a figure which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator, and is sectional drawing which shows the piezoelectric / electrostrictive actuator of a form with an upward wave | undulation (in the figure) of the amount of waviness. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す図であり、距離Dの横ずれ及びうねり量Hの(図中において)上方向のうねりがある形態の圧電/電歪アクチュエータを示す断面図である。It is a figure which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator, and is sectional drawing which shows the form of the piezoelectric / electrostrictive actuator of the form which has the lateral deviation of the distance D, and the upward wave | undulation (in the figure) of the wave amount H. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す図であり、振動部と支持部とを分離して表す斜視図である。It is a figure which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator, and is a perspective view which isolate | separates and represents a vibration part and a support part. 図13におけるCC’断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows CC 'cross section in FIG. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの振動部の形状の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the shape of the vibration part of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの振動部の形状の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the shape of the vibration part of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの振動部の形状の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the shape of the vibration part of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの振動部の形状の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the shape of the vibration part of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの振動部の形状の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the shape of the vibration part of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 周波数特性測定システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a frequency characteristic measurement system. 周波数特性測定システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a frequency characteristic measurement system. 周波数特性測定システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a frequency characteristic measurement system. 周波数特性測定システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a frequency characteristic measurement system. 周波数特性測定システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a frequency characteristic measurement system. 長方形の板の振動モードを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the vibration mode of a rectangular board. 円形の板の振動モードを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the vibration mode of a circular board. 1次振動モードの振動分布を示した図である。It is the figure which showed the vibration distribution of the primary vibration mode. 高次ピークA振動モードの振動分布を示した図である。It is the figure which showed the vibration distribution of the high order peak A vibration mode. 高次ピークB振動モードの振動分布を示した図である。It is the figure which showed the vibration distribution of the high order peak B vibration mode. 圧電/電歪アクチュエータの周波数特性の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the frequency characteristic of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの周波数特性の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the frequency characteristic of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの周波数特性の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the frequency characteristic of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの周波数特性の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the frequency characteristic of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの周波数特性の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the frequency characteristic of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの周波数特性の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the frequency characteristic of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータの周波数特性の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the frequency characteristic of a piezoelectric / electrostrictive actuator. 圧電/電歪アクチュエータにかかる圧電/電歪体と振動部とのずれ量と、そのずれ量を有する圧電/電歪アクチュエータの変位量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the deviation | shift amount of the piezoelectric / electrostrictive body concerning a piezoelectric / electrostrictive actuator, and a vibration part, and the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator which has the deviation | shift amount. 周波数比FR1Aと、圧電/電歪体と振動部との横ずれ量(絶対値)と、の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between frequency ratio FR1A and the lateral shift amount (absolute value) of a piezoelectric / electrostrictive body and a vibration part. 横ずれ量と(共振波形の)ピークの高さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between lateral deviation | shift amount and the height of a peak (resonance waveform). 横ずれ量と(共振波形の)面積との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between lateral deviation | shift amount and an area (resonance waveform). 横ずれ量と(共振波形間の)ピークの高さの比、及び横ずれ量と(共振波形間の)面積の比との関係を示すグラフである。5 is a graph showing a relationship between a lateral deviation amount and a peak height ratio (between resonance waveforms) and a lateral deviation amount and an area ratio (between resonance waveforms). 圧電/電歪アクチュエータにかかる振動部のうねり量と、そのうねり量を有する圧電/電歪アクチュエータの変位量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of waviness of the vibration part concerning a piezoelectric / electrostrictive actuator, and the amount of displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator which has the amount of waviness. 周波数比FR1Bと、圧電/電歪アクチュエータにかかる振動部のうねり量と、の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between frequency ratio FR1B and the amount of waviness of the vibration part concerning a piezoelectric / electrostrictive actuator. 周波数比FRDEと、圧電/電歪アクチュエータにかかる振動部のうねり量と、の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between frequency ratio FRDE and the amount of waviness of the vibration part concerning a piezoelectric / electrostrictive actuator. 容量CPのみの一次式によって変位を予測した場合の予測変位量と実測変位量のグラフである。It is a graph of the predicted displacement amount and the measured displacement amount when the displacement is predicted by a linear expression of only the capacity CP. 周波数特性を用いて変位を予測した場合の予測変位量と実測変位量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the prediction displacement amount at the time of estimating a displacement using a frequency characteristic, and measured displacement amount. 本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムが組み込まれたコンピュータシステムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the computer system in which the displacement amount prediction program of the piezoelectric / electrostrictive actuator which concerns on this invention was integrated. 本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムが組み込まれたコンピュータシステムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the computer system in which the displacement amount prediction program of the piezoelectric / electrostrictive actuator which concerns on this invention was integrated.

符号の説明Explanation of symbols

1…中央処理装置、2…記憶装置、4…入力装置、5…出力装置、10…コンピュータシステム、20,30,40,50,51…圧電/電歪アクチュエータ、44…基体、46…キャビティ、66…振動部、68…支持部、73…中間電極、75…上部電極、77…下部電極、78…圧電/電歪作動部、79…圧電/電歪体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Central processing unit, 2 ... Memory | storage device, 4 ... Input device, 5 ... Output device, 10 ... Computer system, 20, 30, 40, 50, 51 ... Piezoelectric / electrostrictive actuator, 44 ... Base | substrate, 46 ... Cavity, 66: vibrating portion, 68: support portion, 73: intermediate electrode, 75 ... upper electrode, 77 ... lower electrode, 78 ... piezoelectric / electrostrictive operating portion, 79 ... piezoelectric / electrostrictive body.

以下、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。尚、本明細書において、単に本発明というときは、弾性体の検査方法、検査装置、及び寸法予測プログラム、並びに、圧電/電歪アクチュエータの検査方法、検査装置、及び変位量予測プログラム、並びに、圧電/電歪センサの検査方法、検査装置、及び検出感度予測プログラム、の全てを指すものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention should not be construed as being limited to these, and those skilled in the art will be able to do so without departing from the scope of the present invention. Various changes, modifications and improvements can be made based on the knowledge. For example, the drawings show preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited by the modes shown in the drawings or the information shown in the drawings. In practicing or verifying the present invention, means similar to or equivalent to those described in the present specification can be applied, but preferred means are those described below. In the present specification, when simply referring to the present invention, the elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program, the piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method, inspection apparatus, displacement amount prediction program, and A piezoelectric / electrostrictive sensor inspection method, inspection apparatus, and detection sensitivity prediction program are all referred to.

先ず、本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査方法、検査装置、及び変位量予測プログラムのそれぞれの対象となり得る圧電/電歪アクチュエータについて説明する。図1、図2、図3、図4、図5は、圧電/電歪アクチュエータの一例を示す図である。図1は、振動部66と支持部68とを分離した斜視図であり、図2は、振動部66及び圧電/電歪作動部78を含んで図1のAA’断面を表す断面図であり、図3は、同様に図1のBB’断面を表す断面図である。図示される圧電/電歪アクチュエータ20は、基体44と圧電/電歪作動部78とからなる。基体44は、キャビティ46を有する厚肉の支持部68と、そのキャビティ46を覆蓋する振動部66とを、一体的に成形してなる。圧電/電歪作動部78は、圧電/電歪体79と、その一の面に形成された上部電極75と、その他の面に形成された下部電極77と、からなり、下部電極77が振動部66と接触するように、基体44の一の面に配置されている。圧電/電歪アクチュエータは、このような構造を有し、通常、基体と圧電/電歪体はセラミックス材料(圧電/電歪材料)で形成され、電極は金属材料(導電性材料)で形成され、これらは弾性材料であるから、圧電/電歪体、基体等が弾性体にあたり、圧電/電歪アクチュエータは、2以上の弾性体を有する構造体に該当する。   First, piezoelectric / electrostrictive actuators that can be the targets of the piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method, inspection apparatus, and displacement prediction program according to the present invention will be described. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5 are diagrams showing an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator. FIG. 1 is a perspective view in which the vibration part 66 and the support part 68 are separated, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the AA ′ cross section of FIG. 1 including the vibration part 66 and the piezoelectric / electrostrictive operation part 78. 3 is a cross-sectional view showing the BB ′ cross-section of FIG. 1 in the same manner. The illustrated piezoelectric / electrostrictive actuator 20 includes a base 44 and a piezoelectric / electrostrictive operating portion 78. The base 44 is formed by integrally forming a thick support portion 68 having a cavity 46 and a vibrating portion 66 that covers the cavity 46. The piezoelectric / electrostrictive operation unit 78 includes a piezoelectric / electrostrictive body 79, an upper electrode 75 formed on one surface thereof, and a lower electrode 77 formed on the other surface, and the lower electrode 77 vibrates. It is disposed on one surface of the base body 44 so as to contact the portion 66. A piezoelectric / electrostrictive actuator has such a structure. Usually, a base and a piezoelectric / electrostrictive body are formed of a ceramic material (piezoelectric / electrostrictive material), and an electrode is formed of a metal material (conductive material). Since these are elastic materials, the piezoelectric / electrostrictive body, the base and the like correspond to the elastic body, and the piezoelectric / electrostrictive actuator corresponds to a structure having two or more elastic bodies.

圧電/電歪アクチュエータ20は、上部電極75と下部電極77との間に電界が生じると、圧電/電歪材料からなる圧電/電歪体79が変位を生じ、振動部66を変形させる。この作用によって、圧電/電歪アクチュエータ20は、例えば精密機器のアクチュエータ部として適用される。図6(a)、図6(b)は、圧電/電歪アクチュエータをマイクロスイッチのアクチュエータ部として適用した例を示す断面図である。図示されるマイクロスイッチ120は、圧電/電歪アクチュエータ20のキャビティ46内にスイッチ電極18を設けるとともに、キャビティ46を塞ぐように端子板121を取り付け、その端子板121に、スイッチ電極18に対向させるようにスイッチ電極19を設けたものである。振動部66が変形しなければ、スイッチ電極18,19は非導通(OFF)であるが(図6(a)参照)、圧電/電歪体79が変位を生じ、振動部66を変形させると、スイッチ電極18,19は導通(ON)する(図6(b)参照)。   In the piezoelectric / electrostrictive actuator 20, when an electric field is generated between the upper electrode 75 and the lower electrode 77, the piezoelectric / electrostrictive body 79 made of a piezoelectric / electrostrictive material is displaced, and the vibrating portion 66 is deformed. Due to this action, the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 is applied as, for example, an actuator part of a precision instrument. 6A and 6B are cross-sectional views showing an example in which a piezoelectric / electrostrictive actuator is applied as an actuator portion of a microswitch. In the illustrated microswitch 120, the switch electrode 18 is provided in the cavity 46 of the piezoelectric / electrostrictive actuator 20, and a terminal plate 121 is attached so as to close the cavity 46, and the terminal plate 121 is opposed to the switch electrode 18. Thus, the switch electrode 19 is provided. If the vibration part 66 is not deformed, the switch electrodes 18 and 19 are non-conductive (OFF) (see FIG. 6A), but when the piezoelectric / electrostrictive body 79 is displaced and the vibration part 66 is deformed. The switch electrodes 18 and 19 are turned on (see FIG. 6B).

圧電/電歪アクチュエータとして、圧電/電歪体が一層の圧電/電歪アクチュエータ20の他に、図7、図8、及び図12に断面図が示される圧電/電歪アクチュエータ70,30,40が例示される。図7は、図2に準じた断面を表す断面図であり、図8、図12は、図3に準じた断面を表す断面図である。図7、図8、及び図12に示される圧電/電歪アクチュエータ70,30,40は、基体44と圧電/電歪作動部78とからなり、基体44は、キャビティ46を有する厚肉の支持部68と、そのキャビティ46を覆蓋する振動部66とを一体的に成形してなる点で圧電/電歪アクチュエータ20に共通するが、圧電/電歪アクチュエータ70及び圧電/電歪アクチュエータ30(図7、図8参照)は上部電極75と中間電極73と下部電極77とで挟まれた圧電/電歪体79を2層有し、圧電/電歪アクチュエータ40(図12参照)は同様に圧電/電歪体79を3層有する点で異なる。本明細書において、便宜上、圧電/電歪作動部の最も振動部側に存在する電極を下部電極と呼び、最も振動部と離れた側に存在する電極を上部電極と呼び、複数の圧電/電歪体が積層されている場合に、上部電極と下部電極以外の電極を中間電極と呼ぶ。   As a piezoelectric / electrostrictive actuator, in addition to the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 having a single layer of piezoelectric / electrostrictive body, piezoelectric / electrostrictive actuators 70, 30, 40 whose sectional views are shown in FIGS. Is exemplified. 7 is a cross-sectional view showing a cross section according to FIG. 2, and FIGS. 8 and 12 are cross-sectional views showing a cross section according to FIG. The piezoelectric / electrostrictive actuators 70, 30, and 40 shown in FIGS. 7, 8, and 12 include a base 44 and a piezoelectric / electrostrictive actuator 78, and the base 44 has a thick support having a cavity 46. The piezoelectric / electrostrictive actuator 70 and the piezoelectric / electrostrictive actuator 30 (see FIG. 6) are common to the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 in that the portion 68 and the vibrating portion 66 covering the cavity 46 are integrally formed. 7 and FIG. 8) has two layers of piezoelectric / electrostrictive bodies 79 sandwiched between an upper electrode 75, an intermediate electrode 73 and a lower electrode 77, and the piezoelectric / electrostrictive actuator 40 (see FIG. 12) is similarly piezoelectric. / It differs in having three layers of electrostrictive bodies 79. In this specification, for the sake of convenience, the electrode that is closest to the vibration part of the piezoelectric / electrostrictive actuator is referred to as the lower electrode, and the electrode that is farthest from the vibration part is referred to as the upper electrode. When the strain bodies are laminated, an electrode other than the upper electrode and the lower electrode is referred to as an intermediate electrode.

図15(a)、図15(b)は、圧電/電歪アクチュエータの基体の態様を例示する斜視図である。図15(a)に示される圧電/電歪アクチュエータ50のように、一の面に圧電/電歪作動部78が設けられた振動部66が、その両側を支持部68で支持されキャビティ46を形成して基体44を構成する態様でもよく、図15(b)に示される圧電/電歪アクチュエータ51のように、一の面に圧電/電歪作動部78が設けられた振動部66が、その片側のみで支持部68に支持され基体44を構成する片持ちの態様でもよい。これらのように、圧電/電歪アクチュエータは、限定されるものではないが、振動部の一の面に変位を発生する圧電/電歪作動部が設けられ圧電/電歪作動部と振動部とが変形するデバイスであるから、大変位が必要な場合は、変形を容易にするために、振動部の他の面側が拘束されておらず自由であることが好ましい。又、強い発生力や高速の応答が必要な場合は、圧電/電歪作動部の両端を支持する両持ちの態様(図15(a)参照)が好ましい。   FIG. 15A and FIG. 15B are perspective views illustrating aspects of the substrate of the piezoelectric / electrostrictive actuator. Like the piezoelectric / electrostrictive actuator 50 shown in FIG. 15 (a), a vibrating part 66 having a piezoelectric / electrostrictive actuating part 78 provided on one surface is supported by support parts 68 on both sides, and the cavity 46 is formed. It is also possible to form the base body 44 by forming it, and like the piezoelectric / electrostrictive actuator 51 shown in FIG. 15 (b), the vibration part 66 provided with the piezoelectric / electrostrictive operating part 78 on one surface includes: A cantilever configuration in which the base 44 is supported by the support portion 68 only on one side thereof may be used. As described above, the piezoelectric / electrostrictive actuator is not limited, but a piezoelectric / electrostrictive operating unit that generates a displacement is provided on one surface of the vibrating unit. Therefore, when a large displacement is required, it is preferable that the other surface side of the vibrating part is not constrained and is free in order to facilitate deformation. In addition, when a strong generating force or a high-speed response is required, a dual-support mode (see FIG. 15A) that supports both ends of the piezoelectric / electrostrictive operation unit is preferable.

図16(a)〜図16(e)は、振動部66の形状を例示する上面図である。薄板状の振動部66の上面から見た形状として、正方形(図16(a))、長方形(図16(b))、円形(図16(c))、長円形(図16(d))、六角形(多角形、図16(e))が例示される。例えば、円形(図16(c))の場合において、その全周が支持部68で支えられていてもよく、周の対向する2の部分あるいは周の1部分において支持部68で支えられていてもよい。これらのように、圧電/電歪アクチュエータは、振動部66の形状を限定しない。   FIG. 16A to FIG. 16E are top views illustrating the shape of the vibrating portion 66. As the shape seen from the upper surface of the thin plate-like vibrating portion 66, a square (FIG. 16 (a)), a rectangle (FIG. 16 (b)), a circle (FIG. 16 (c)), and an oval (FIG. 16 (d)). A hexagon (polygon, FIG. 16 (e)) is exemplified. For example, in the case of a circular shape (FIG. 16 (c)), the entire circumference may be supported by the support portion 68, and is supported by the support portion 68 at two opposing portions or one portion of the periphery. Also good. As described above, the piezoelectric / electrostrictive actuator does not limit the shape of the vibrating portion 66.

続いて、圧電/電歪アクチュエータ20の場合を例にして、圧電/電歪アクチュエータの製造方法について説明する。圧電/電歪アクチュエータを作製するにあたり、基体にセラミックス材料を用いる場合にはグリーンシート積層法を用いて製造することが出来、圧電/電歪作動部は薄膜、厚膜等の膜形成法を用いて製造することが出来る。   Next, a method for manufacturing the piezoelectric / electrostrictive actuator will be described by taking the case of the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 as an example. When manufacturing a piezoelectric / electrostrictive actuator, if a ceramic material is used for the substrate, it can be manufactured using a green sheet laminating method, and the piezoelectric / electrostrictive actuator uses a film forming method such as a thin film or a thick film. Can be manufactured.

基体44は、次のように作製される。例えば、酸化ジルコニウム等のセラミックス粉末にバインダ、溶剤、分散剤、可塑剤等を添加混合してスラリーを作製し、これを脱泡処理後、リバースロールコーター法、ドクターブレード法等の方法により所定の厚さを有するグリーンシートを作製する。そして、金型を用いた打ち抜き、レーザー加工等の方法により、グリーンシートを求められる種々の形状に加工する。そして、複数のグリーンシートを順次重ね合わせた後に、例えば熱を加えた圧着によりセラミックグリーン積層体を得る。得られたグリーンシート積層体を、1200〜1600℃程度の温度で焼成すると、基体44が得られる。   The base 44 is manufactured as follows. For example, a ceramic powder such as zirconium oxide is added and mixed with a binder, a solvent, a dispersant, a plasticizer, and the like to prepare a slurry. A green sheet having a thickness is prepared. Then, the green sheet is processed into various required shapes by a method such as punching using a mold or laser processing. Then, after sequentially superposing a plurality of green sheets, a ceramic green laminate is obtained by, for example, heat-bonding. When the obtained green sheet laminate is fired at a temperature of about 1200 to 1600 ° C., a base 44 is obtained.

続いて、基体44の一の面に圧電/電歪作動部78を形成する。例えば、スクリーン印刷法等の膜形成法により、基体44の一の面の所定位置に下部電極77を印刷し、1250〜1450℃程度の温度で焼成し、次いで、圧電/電歪体79を印刷し、1100〜1350℃程度の温度で焼成し、次いで、上部電極75を印刷し、好ましくは500℃〜900℃の温度で焼成して圧電/電歪作動部78を形成することが出来る。この後に、電極を駆動回路に接続するための電極リードを印刷し、焼成すればよい。適切な材料を選択することにより、圧電/電歪作動部の各電極及び圧電/電歪体と電極リードを逐次印刷した後に、1回で一体焼成することも可能である。   Subsequently, a piezoelectric / electrostrictive operation portion 78 is formed on one surface of the base 44. For example, the lower electrode 77 is printed at a predetermined position on one surface of the substrate 44 by a film forming method such as a screen printing method, fired at a temperature of about 1250 to 1450 ° C., and then the piezoelectric / electrostrictive body 79 is printed. The piezoelectric / electrostrictive operating portion 78 can be formed by firing at a temperature of about 1100 to 1350 ° C. and then printing the upper electrode 75 and preferably firing at a temperature of 500 to 900 ° C. Thereafter, an electrode lead for connecting the electrode to the drive circuit may be printed and fired. By selecting an appropriate material, each electrode of the piezoelectric / electrostrictive operating portion, the piezoelectric / electrostrictive body, and the electrode lead can be sequentially printed, and then integrally fired once.

以上のようにして圧電/電歪アクチュエータ20が形成された後、圧電/電歪アクチュエータ20について分極が必要な場合には分極処理を施す。分極は、例えば、上部電極75及び下部電極77間に、使用予定の駆動電圧よりも十分に高い電圧(分極電圧)を印加することで行われる。限定されるものではないが、駆動電圧が30Vの場合には、分極電圧を70V程度にして行われる。そして、分極処理を施された圧電/電歪アクチュエータ20について、基体44及び圧電/電歪作動部78が正常に作製されたか否かを確認するための検査が行われる。基体44と圧電/電歪作動部78とがずれたり振動部66がうねったりしていると、電極間に同一の(駆動)電圧をかけても所望の変位量が得られない場合がある。   After the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 is formed as described above, when the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 needs to be polarized, a polarization process is performed. The polarization is performed, for example, by applying a voltage (polarization voltage) sufficiently higher than the drive voltage to be used between the upper electrode 75 and the lower electrode 77. Although not limited, when the drive voltage is 30V, the polarization voltage is set to about 70V. Then, the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 subjected to the polarization process is inspected to confirm whether or not the base body 44 and the piezoelectric / electrostrictive operating portion 78 are normally manufactured. If the base 44 and the piezoelectric / electrostrictive operating portion 78 are displaced or the vibrating portion 66 is wavy, a desired amount of displacement may not be obtained even if the same (driving) voltage is applied between the electrodes.

図4は、基体44に対し圧電/電歪作動部78が横ずれを生じている圧電/電歪アクチュエータの一例を示す断面図であり、横ずれが生じていない圧電/電歪アクチュエータを表した図3に対応する断面が示された図である。このように、十分に管理して製作しても、ばらつきとして、ある程度の横ずれが発生することは避けられない。この横ずれの発生の理由として、スクリーン印刷時の位置決めの精度に限界があることや、スクリーン印刷に用いるスクリーン製版に伸びが発生すること等が挙げられる。図3に示される圧電/電歪アクチュエータ20は、多くの場合、複数個の組として作製され使用されるものであり、1個に分割して用いる場合でも、生産効率を向上させるため、図13に示されるような態様で複数個(図13では3つの例を示しているが、通常、数十以上)の組として作製される。例えば、複数のキャビティ46が設けられた基体44の一の面に、スクリーン印刷法で、導電性材料ペースト及び圧電/電歪材料ペーストを用いて、下部電極77、圧電/電歪体79、上部電極75を印刷し、複数の圧電/電歪作動部78が形成される。その際に、上記理由により、基体44(キャビティ46)と圧電/電歪体79等との相対位置が、全ての圧電/電歪アクチュエータで均一にならず、横ずれが生じる場合があり得る。図14は、図13におけるCC’断面を示す断面図であり、複数の圧電/電歪作動部が不均一にずれている例を表す図である。図14において、図中の左側の圧電/電歪作動部78はキャビティ46に対して横ずれしていないが、図中の中央部の圧電/電歪作動部78はキャビティ46に対して少し横ずれを生じており、図中の右側の圧電/電歪作動部78はキャビティ46に対して大きく横ずれを生じている。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric / electrostrictive actuator in which the piezoelectric / electrostrictive actuating portion 78 is laterally displaced with respect to the base 44, and shows a piezoelectric / electrostrictive actuator in which lateral displacement is not generated. It is the figure by which the cross section corresponding to was shown. As described above, even if the production is sufficiently controlled, it is inevitable that a certain amount of lateral deviation occurs as a variation. The reasons for the occurrence of this lateral shift include that there is a limit to the positioning accuracy during screen printing and that the screen plate making used for screen printing is stretched. In many cases, the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 shown in FIG. 3 is manufactured and used as a plurality of sets. Even when the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 is divided into one, the production efficiency is improved. Are manufactured as a plurality of sets (three examples are shown in FIG. 13, but usually several tens or more). For example, the lower electrode 77, the piezoelectric / electrostrictive body 79, and the upper portion are formed on one surface of the base body 44 provided with a plurality of cavities 46 by screen printing using a conductive material paste and a piezoelectric / electrostrictive material paste. The electrode 75 is printed, and a plurality of piezoelectric / electrostrictive operation portions 78 are formed. At that time, the relative position between the base body 44 (cavity 46) and the piezoelectric / electrostrictive body 79 or the like is not uniform in all the piezoelectric / electrostrictive actuators for the above reasons, and a lateral shift may occur. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a CC ′ cross-section in FIG. 13, and is a diagram showing an example in which a plurality of piezoelectric / electrostrictive operation parts are unevenly displaced. In FIG. 14, the piezoelectric / electrostrictive operating portion 78 on the left side in the drawing is not laterally displaced with respect to the cavity 46, but the central piezoelectric / electrostrictive operating portion 78 in the drawing is slightly laterally displaced with respect to the cavity 46. The piezoelectric / electrostrictive actuating portion 78 on the right side in FIG.

検査における予測項目である圧電/電歪アクチュエータ20(2以上の弾性体を有する構造体にあたる)の寸法としては、具体的には、上記した横ずれの量、即ち、圧電/電歪作動部78の圧電/電歪体79(弾性体にあたる)と基体44(弾性体にあたる)の振動部66との横ずれ量の他に、基体44の振動部66のうねり量が挙げられる。図5は、図3に対して振動部66が、図中の下向きにうねりのある形態の圧電/電歪アクチュエータを示す断面図である。尚、本明細書においては、うねり量H(図5参照)を、上向きのうねりを正(プラス)として定義する。即ち、図5に示される圧電/電歪アクチュエータは、マイナスのうねり量のうねりが生じたものである。   Specifically, the dimensions of the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 (corresponding to a structure having two or more elastic bodies), which is a predicted item in the inspection, are the above-described lateral displacement amounts, that is, the piezoelectric / electrostrictive actuator 78. In addition to the amount of lateral displacement between the piezoelectric / electrostrictive body 79 (corresponding to the elastic body) and the vibration part 66 of the base body 44 (corresponding to the elastic body), the amount of swell of the vibration part 66 of the base body 44 can be mentioned. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a piezoelectric / electrostrictive actuator in which the vibrating portion 66 has a downward undulation in FIG. In the present specification, the swell amount H (see FIG. 5) is defined as positive (plus) upward swell. That is, the piezoelectric / electrostrictive actuator shown in FIG. 5 has a negative undulation amount.

次に、図9、図10、及び図11を参照して、圧電/電歪体79と振動部66との横ずれ量について説明する。図9、図10、及び図11は、圧電/電歪体79を2層有する形態の圧電/電歪アクチュエータを示す図であり、振動部及び圧電/電歪作動部を含んで図3に準じた断面を表す断面図である。図9は、距離D(μm)の横ずれがある形態である。図10は、うねり量H(μm)の図中において上方向のうねりがある形態である。図11は、距離D(μm)の横ずれとうねり量H(μm)の上方向のうねりがある形態である。図9及び図11において、横ずれ量の変更(即ち距離Dの変更)がなされると、変位発生部たる圧電/電歪作動部78の圧電/電歪体79と振動部66とが重なる(圧電/電歪体79が振動部66に投影する)面積が変わって、圧電/電歪アクチュエータの変位量が変わり得る。この圧電/電歪アクチュエータにおいてはAA’断面のキャビティの長さに比べ、BB’断面のキャビティの長さが非常に小さいため、デバイス特性は、BB’断面における横ずれ量の影響を受け易い。尚、本明細書において、圧電/電歪体79と振動部66との横ずれ量は、図1に示されるBB’断面におけるずれ量を指す。図9及び図11に示される横ずれ量も同様の横ずれ量である。   Next, with reference to FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11, the amount of lateral displacement between the piezoelectric / electrostrictive body 79 and the vibrating portion 66 will be described. 9, FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams showing a piezoelectric / electrostrictive actuator having two layers of piezoelectric / electrostrictive bodies 79, including a vibrating part and a piezoelectric / electrostrictive operating part, according to FIG. FIG. FIG. 9 shows a form in which there is a lateral shift of a distance D (μm). FIG. 10 shows a form in which there is upward undulation in the figure of the undulation amount H (μm). FIG. 11 shows a form in which there is a lateral shift of the distance D (μm) and an upward undulation of the undulation amount H (μm). 9 and 11, when the lateral displacement amount is changed (that is, the distance D is changed), the piezoelectric / electrostrictive body 79 of the piezoelectric / electrostrictive actuating portion 78 that is a displacement generating portion and the vibrating portion 66 overlap each other (piezoelectric). The area of the piezoelectric / electrostrictive actuator can be changed by changing the area. In this piezoelectric / electrostrictive actuator, since the cavity length of the BB ′ section is very small compared to the length of the cavity of the AA ′ section, the device characteristics are easily affected by the lateral shift amount in the BB ′ section. In this specification, the amount of lateral deviation between the piezoelectric / electrostrictive body 79 and the vibrating portion 66 refers to the amount of deviation in the BB ′ cross section shown in FIG. The lateral deviation amounts shown in FIGS. 9 and 11 are similar lateral deviation amounts.

次に、弾性体や圧電/電歪デバイス(圧電/電歪アクチュエータ又は圧電/電歪センサ)を振動させ、周波数特性をピックアップするための装置について説明する。図17(a)は、外力によって振動させて周波数特性をピックアップするためのシステムを示す構成図である。この周波数特性測定システムは、主に加振器211、レーザー振動計212、FFTアナライザ213、及び増幅器214で構成される。加振器211に、例えば圧電/電歪アクチュエータ210を両面テープや接着剤等で固定し、振動させ、レーザー振動計212で振動を計測し、その振動をFFTアナライザ213によって解析し、周波数特性をピックアップすることが出来る。増幅器214は、加振器を駆動するためにFFTアナライザ213の信号を増幅する作用をする。又、FFTアナライザの代わりにゲインフェーズアナライザ、周波数分析器等も使用出来、レーザー振動計の代わりに加速度センサを用いることが出来る。このような周波数特性測定システムによれば、電圧をかけて振動させ得る圧電/電歪デバイスではなく電気の力では振動が生じ得ない、2以上の弾性体を有するあらゆる構造体を振動させ、その周波数特性をピックアップすることが可能であり、その周波数特性によって、その構造体にかかる弾性体の寸法を予測することが可能である。   Next, an apparatus for picking up frequency characteristics by vibrating an elastic body or a piezoelectric / electrostrictive device (piezoelectric / electrostrictive actuator or piezoelectric / electrostrictive sensor) will be described. FIG. 17A is a configuration diagram showing a system for picking up frequency characteristics by vibrating with an external force. This frequency characteristic measurement system mainly includes an exciter 211, a laser vibrometer 212, an FFT analyzer 213, and an amplifier 214. For example, the piezoelectric / electrostrictive actuator 210 is fixed to the vibrator 211 with a double-sided tape or an adhesive, and is vibrated. The vibration is measured by the laser vibrometer 212, the vibration is analyzed by the FFT analyzer 213, and the frequency characteristic is determined. Can be picked up. The amplifier 214 serves to amplify the signal of the FFT analyzer 213 in order to drive the vibrator. A gain phase analyzer, a frequency analyzer, etc. can be used instead of the FFT analyzer, and an acceleration sensor can be used instead of the laser vibrometer. According to such a frequency characteristic measurement system, not any piezoelectric / electrostrictive device that can be vibrated by applying a voltage, but any structure that has two or more elastic bodies that cannot vibrate with electric force is vibrated. The frequency characteristic can be picked up, and the size of the elastic body applied to the structure can be predicted by the frequency characteristic.

図17(b)は、加振器を使用せず、圧電/電歪アクチュエータ210を直接駆動する周波数特性測定システムを示す構成図である。圧電/電歪アクチュエータを含む圧電/電歪デバイスは、自ら振動しない弾性体とは異なり、自ら逆圧電効果により振動する機能を有するので、図17(a)に示された加振器211を使わずとも振動させることが出来、より安価に周波数特性測定システムを構築することが可能である。   FIG. 17B is a configuration diagram showing a frequency characteristic measurement system that directly drives the piezoelectric / electrostrictive actuator 210 without using a vibrator. A piezoelectric / electrostrictive device including a piezoelectric / electrostrictive actuator has a function to vibrate by a reverse piezoelectric effect by itself, unlike an elastic body that does not vibrate by itself, and therefore uses the vibrator 211 shown in FIG. It can be vibrated at least, and a frequency characteristic measurement system can be constructed at a lower cost.

図17(a)及び図17(b)に示された周波数特性測定システムは、機械振動そのものを、直接、測定することが可能であり、又、レーザーを照射する対象点や加速度センサを設置する場所を変更することにより、振動の分布を測定することが出来るという点で好ましい。   The frequency characteristic measurement system shown in FIGS. 17A and 17B can directly measure the mechanical vibration itself, and is provided with a target point to be irradiated with a laser and an acceleration sensor. It is preferable in that the vibration distribution can be measured by changing the place.

図18は、圧電/電歪デバイスの周波数特性の1つであるインピーダンス特性を測定する周波数特性測定システムを示す構成図である。この周波数特性測定システムによれば、圧電/電歪デバイスのインピーダンス−位相特性、アドミタンス−位相特性等の測定が可能である。共振周波数付近では、振動が大きくなることによる圧電効果によって、圧電/電歪デバイスのインピーダンスが大きく変化するため、レーザー振動計を使わずとも共振波形を取得することが可能である。即ち、図17(a)又は図17(b)の周波数特性測定システムに比べて、より安価で高速な測定が出来るという点で好ましい。又、ネットワークアナライザを使用したシステムに比べて、より高精度なインピーダンス測定が可能である。   FIG. 18 is a configuration diagram illustrating a frequency characteristic measurement system that measures an impedance characteristic that is one of the frequency characteristics of a piezoelectric / electrostrictive device. According to this frequency characteristic measuring system, it is possible to measure the impedance-phase characteristic, admittance-phase characteristic, etc. of the piezoelectric / electrostrictive device. In the vicinity of the resonance frequency, the impedance of the piezoelectric / electrostrictive device changes greatly due to the piezoelectric effect caused by the increase in vibration, so that it is possible to obtain a resonance waveform without using a laser vibrometer. That is, it is preferable in that the measurement can be performed at a lower cost and at a higher speed than the frequency characteristic measurement system shown in FIG. 17 (a) or 17 (b). In addition, impedance measurement can be performed with higher accuracy than a system using a network analyzer.

図19(a)及び図19(b)は、検査対象の圧電/電歪アクチュエータにネットワークアナライザをプローブ(測定治具)を通じて接続し、入力信号に対する透過波や反射波を解析することで、例えばインピーダンス(大きさと位相)の周波数特性を測定するシステムの例を示す構成図である。図19(a)は、伝送法(透過法)の周波数特性測定システムの例を示し、図19(b)は反射法の周波数特性測定システムの例を示す図である。これらの周波数特性測定システムにより、例えば利得−位相特性としての周波数特性を測定することが可能であり、ネットワークアナライザの機能を使用してインピーダンス−位相特性、アドミタンス−位相特性として計測することも可能である。これらの周波数特性測定システムによれば、図18に示されたインピーダンスアナライザによる周波数特性測定システムに比較して、より安価且つ高速な測定が可能になる。   19 (a) and 19 (b) show a case where a network analyzer is connected to a piezoelectric / electrostrictive actuator to be inspected through a probe (measuring jig), and a transmitted wave and a reflected wave with respect to an input signal are analyzed. It is a block diagram which shows the example of the system which measures the frequency characteristic of an impedance (a magnitude | size and a phase). FIG. 19A shows an example of a transmission method (transmission method) frequency characteristic measurement system, and FIG. 19B shows an example of a reflection method frequency characteristic measurement system. These frequency characteristic measurement systems can measure frequency characteristics as, for example, gain-phase characteristics, and can also measure impedance-phase characteristics and admittance-phase characteristics using the network analyzer function. is there. According to these frequency characteristic measurement systems, it is possible to perform measurement at a lower cost and at a higher speed than the frequency characteristic measurement system using the impedance analyzer shown in FIG.

図23、図24(a)、図24(b)、図24(c)、図25(a)、図25(b)、及び図25(c)は、ネットワークアナライザの伝送法による圧電/電歪アクチュエータのインピーダンス−位相特性(周波数特性)の測定例を示すチャートである。共振周波数を検出するための方法は、インピーダンスの極小値や極小値、位相の極大値や極小値等に限らず、アドミタンスの極大値や極小値、ゲインの極大値や極小値等を使用することも可能である。尚、圧電/電歪体79の静電容量CPは、LCRメータ等を用いて、上部電極75と下部電極77との間に電圧をかけながら計測する。印加する電圧及びその周波数は、限定されるものではないが、例えば1kHzの周波数で、例えば1V程度の電圧である。   FIG. 23, FIG. 24 (a), FIG. 24 (b), FIG. 24 (c), FIG. 25 (a), FIG. 25 (b), and FIG. It is a chart which shows the example of a measurement of the impedance-phase characteristic (frequency characteristic) of a distortion actuator. The method for detecting the resonance frequency is not limited to the minimum value or minimum value of impedance, the maximum value or minimum value of phase, but the maximum value or minimum value of admittance, the maximum value or minimum value of gain, etc. should be used. Is also possible. The capacitance CP of the piezoelectric / electrostrictive body 79 is measured while applying a voltage between the upper electrode 75 and the lower electrode 77 using an LCR meter or the like. Although the voltage to be applied and its frequency are not limited, it is, for example, a frequency of 1 kHz and a voltage of about 1 V, for example.

次に、共振時の板(板状体)の振動モードについて説明する。既に記したように、一般に、板の振動は、(m,n)次の振動モードと表記することが出来る。図20は、長方形の板の振動モードを示す図である。又、図21は、円形の板の場合の振動モードを示す図である。長方形の板の縦方向、横方向の代わりに、円形の板の円周方向と直径方向の節の数により、同じように(m,n)という表記で振動モードを特定することが可能である。   Next, the vibration mode of the plate (plate-like body) at the time of resonance will be described. As already described, in general, the vibration of the plate can be expressed as a (m, n) order vibration mode. FIG. 20 is a diagram illustrating a vibration mode of a rectangular plate. FIG. 21 is a diagram showing a vibration mode in the case of a circular plate. It is possible to specify the vibration mode by the notation of (m, n) in the same manner by the number of nodes in the circumferential direction and the diameter direction of the circular plate instead of the vertical direction and the horizontal direction of the rectangular plate. .

図20に示されたm=3.5以外の振動モードのように、通常、節である境界線をまたぐと、振動の向きは逆向きになるが、本出願人は、図中の縦方向の中央に節が存在し、その両側とも同じ方向に振動する振動モードが存在することを見出した。この振動モードの共振周波数は、m=3の振動モードとm=4の振動モードとの中間になるので、本明細書においてm=3.5と表記し、図20においてm=3.5の振動モードとして示している。この振動モードの発生理由は、完全に解明されていないが、板状体である本出願人の圧電/電歪アクチュエータが、図1等に示す通り、振動部(基体)の一の面に圧電/電歪作動部が存在し、上下方向に対称でないこと、及び、振動部が微妙に上下にうねっていること、のうちの何れかあるいは両方の理由によると考えている。   As in the vibration modes other than m = 3.5 shown in FIG. 20, the direction of vibration is usually reversed when crossing a boundary line that is a node. We found that there is a node in the center of and a vibration mode that vibrates in the same direction on both sides. Since the resonance frequency of this vibration mode is intermediate between the vibration mode of m = 3 and the vibration mode of m = 4, it is expressed as m = 3.5 in this specification, and m = 3.5 in FIG. The vibration mode is shown. The reason for the occurrence of this vibration mode has not been completely elucidated, but the present applicant's piezoelectric / electrostrictive actuator, which is a plate-like body, is piezoelectric on one surface of the vibration part (substrate) as shown in FIG. / The electrostriction actuating part is present and is not symmetrical in the vertical direction, and the vibration part is slightly waved up and down.

図22(a)は、(m,n)=(1,1)である振動モードの振動分布を示す図であり、図1に示された圧電/電歪アクチュエータのAA'断面のうちの振動領域に相当する。図22(a)において、±1.0を支持部とし、0を中心として示されている。同様に、図22(b)は、(m,n)=(3,1)である振動モードの振動分布を示す図であり、図22(c)は、(m,n)=(3.5,1)である振動モードの振動分布を示す図である。これらの振動分布の測定及び振動モードの特定は、図17(b)乃至図17(a)に示された周波数特性測定システムにおいて、振動モードを特定したい共振周波数の正弦波で圧電/電歪アクチュエータ(板状体)を加振し、圧電/電歪アクチュエータの複数の箇所における振動をレーザードップラー振動計等を用いて測定し、振動のデータを総合的に解析してアニメーション等で観察することにより特定することが可能である。   FIG. 22A is a diagram showing a vibration distribution in a vibration mode in which (m, n) = (1,1), and vibration in the AA ′ cross section of the piezoelectric / electrostrictive actuator shown in FIG. Corresponds to the area. In FIG. 22A, ± 1.0 is shown as a support portion, and 0 is shown as the center. Similarly, FIG. 22B is a diagram illustrating the vibration distribution of the vibration mode in which (m, n) = (3, 1), and FIG. 22C is a diagram illustrating (m, n) = (3. It is a figure which shows the vibration distribution of the vibration mode which is 5 and 1). The measurement of the vibration distribution and the specification of the vibration mode are performed in the frequency characteristic measurement system shown in FIGS. 17B to 17A by using a piezoelectric / electrostrictive actuator with a sine wave having a resonance frequency for which the vibration mode is desired. By vibrating the (plate-like body), measuring vibrations at multiple locations of the piezoelectric / electrostrictive actuator using a laser Doppler vibrometer, etc., and analyzing the vibration data comprehensively and observing them with animation, etc. It is possible to specify.

次に、実際の測定データに基づいて、寸法ずれや変位量の予測方法について、具体的に説明する。図23は、ネットワークアナライザの画面に表示される位相値の周波数特性の一例を示す図である。1次の共振周波数F1は、最も低い周波数のインピーダンスの極小値や位相の極大値を示す周波数として検出される。1次の共振周波数とは、図22(a)に例示されるような振動モード(1,1)(1つの腹が形成される振動)の共振周波数である。   Next, based on actual measurement data, a method for predicting dimensional deviation and displacement will be specifically described. FIG. 23 is a diagram illustrating an example of the frequency characteristic of the phase value displayed on the screen of the network analyzer. The primary resonance frequency F1 is detected as a frequency indicating the minimum value of the impedance of the lowest frequency and the maximum value of the phase. The primary resonance frequency is the resonance frequency of the vibration mode (1, 1) (vibration in which one antinode is formed) as illustrated in FIG.

次いで、高次ピークAの共振周波数FAが、共振周波数F1より高周波側に第2の位相極大値を示す周波数として検出される。高次ピークAの共振周波数とは、図22(b)に例示されるような振動モード(3,1)(3つの腹が形成される振動)の共振周波数であり、本例においては、主にFR1A=FA/F1=1.06〜1.14の間に発生した。   Next, the resonance frequency FA of the higher-order peak A is detected as a frequency indicating the second phase maximum value on the higher frequency side than the resonance frequency F1. The resonance frequency of the higher order peak A is the resonance frequency of the vibration mode (3, 1) (vibration in which three antinodes are formed) as illustrated in FIG. 22B. FR1A = FA / F1 = 1.06 to 1.14.

そして、高次ピークBの共振周波数FBが、共振周波数FAより高周波側に第3の位相の極大値を示す周波数として検出される。高次ピークBの共振周波数とは、図22(c)に例示されるような特殊な振動モード(3.5,1)の共振周波数であり、本例においては、主にFR1B=FB/F1=1.14〜1.25の間に発生した。   Then, the resonance frequency FB of the higher-order peak B is detected as a frequency indicating the maximum value of the third phase on the higher frequency side than the resonance frequency FA. The resonance frequency of the higher order peak B is a resonance frequency of a special vibration mode (3.5, 1) as illustrated in FIG. 22C, and in this example, mainly FR1B = FB / F1. = 1.14 to 1.25.

図26は、圧電/電歪体79と振動部66との横ずれ量と、その横ずれ量を有する圧電/電歪アクチュエータの変位量との関係を示すグラフである。傾向が明確となるように、ずれ量の大きい圧電/電歪アクチュエータを含めて解析を行った。図27は、周波数比FR1A=FA/F1と、圧電/電歪体79と振動部66との横ずれ量(絶対値)と、の関係を示すグラフである。図27から明示されるように、FR1Aと横ずれ量(絶対値)とは概ね比例するから、数10式に示すように、FR1Aに係数aを掛けたa(FR1A)に基づいて予測横ずれ量(寸法)を求めることが可能である。   FIG. 26 is a graph showing the relationship between the amount of lateral displacement between the piezoelectric / electrostrictive body 79 and the vibrating portion 66 and the amount of displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator having the amount of lateral displacement. In order to clarify the tendency, the analysis was performed including a piezoelectric / electrostrictive actuator with a large deviation amount. FIG. 27 is a graph showing the relationship between the frequency ratio FR1A = FA / F1 and the lateral deviation (absolute value) between the piezoelectric / electrostrictive body 79 and the vibrating portion 66. As clearly shown in FIG. 27, since FR1A and the lateral deviation amount (absolute value) are substantially proportional, as shown in Equation 10, the estimated lateral deviation amount (FR1A) based on a (FR1A) obtained by multiplying FR1A by a coefficient a. Dimension) can be obtained.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

次に、振動部66のうねり量について説明する。図11において、振動部66の両端部を結ぶ平面から飛び出た振動部66の頂点までの高さH(μm)を振動部66のうねり量という。尚、振動部の頂点が振動部66の両端部を結ぶ平面より凹んでいると、高さH(うねり量)は負の数値で表される。   Next, the waviness amount of the vibration part 66 will be described. In FIG. 11, the height H (μm) from the plane connecting both ends of the vibration part 66 to the top of the vibration part 66 is referred to as the undulation amount of the vibration part 66. If the apex of the vibration part is recessed from the plane connecting both ends of the vibration part 66, the height H (swell amount) is represented by a negative numerical value.

図29は、振動部66のうねり量と、そのうねり量を有する圧電/電歪アクチュエータの変位量との関係を示すグラフである。傾向が明確となるように、うねり量の大きい圧電/電歪アクチュエータを含めて解析を行った。図30は、周波数比FR1B=FB/F1と振動部66のうねり量との関係を示すグラフである。図30から明示されるように、FR1Bとうねり量とは概ね比例するから、数11式に示すように、FR1Bに係数aを掛けたa(FR1B)に基づいて予測うねり量(寸法)を求めることが可能である。   FIG. 29 is a graph showing the relationship between the amount of waviness of the vibrating portion 66 and the amount of displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator having the amount of waviness. In order to clarify the tendency, the analysis was performed including piezoelectric / electrostrictive actuators with large waviness. FIG. 30 is a graph showing the relationship between the frequency ratio FR1B = FB / F1 and the amount of waviness of the vibrating portion 66. As clearly shown in FIG. 30, since FR1B and the amount of swell are approximately proportional, as shown in Equation 11, the predicted amount of swell (size) is obtained based on a (FR1B) obtained by multiplying FR1B by a coefficient a. It is possible.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

又、図26から明示されるように横ずれ量と変位量とは概ね比例し、図29から明示されるようにうねり量と変位量とは2次多項式で示される関係にあるから、数12式に示すように、FR1Aに係数aを掛けたa(FR1A)と、FR1Bに係数cを掛けたc(FR1B)と、FR1Bの二乗に係数bを掛けたb(FR1B)2と、に基づいて(更に静電容量CPを加えることも出来る)、予測変位量を求めることが可能である。製造工程において、例えば、圧電/電歪体79を印刷等により形成する際に、圧電/電歪体79と振動部66との横ずれ量が変更されるように圧電/電歪体79の印刷位置を微変更すること等によって予測変位量の調整が可能になる。Further, as clearly shown in FIG. 26, the lateral deviation amount and the displacement amount are approximately proportional, and as clearly shown in FIG. 29, the swell amount and the displacement amount are in a relationship represented by a quadratic polynomial. As shown in FIG. 2, based on a (FR1A) obtained by multiplying FR1A by a coefficient a, c (FR1B) obtained by multiplying FR1B by a coefficient c, and b (FR1B) 2 obtained by multiplying the square of FR1B by a coefficient b. (An additional capacitance CP can be added), and the predicted displacement can be obtained. In the manufacturing process, for example, when the piezoelectric / electrostrictive body 79 is formed by printing or the like, the printing position of the piezoelectric / electrostrictive body 79 is changed so that the amount of lateral displacement between the piezoelectric / electrostrictive body 79 and the vibrating portion 66 is changed. It is possible to adjust the predicted displacement amount by slightly changing.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

又、数13式に示すように、F1に係数eを掛けたe(F1)と、FR1Aに係数aを掛けたa(FR1A)と、FR1Bに係数cを掛けたc(FR1B)と、FR1Bの二乗に係数bを掛けたb(FR1B)2と、に基づいて(更に静電容量を加えることも出来る)、予測変位量を求めることが可能である。製造工程において、例えば圧電/電歪体79を印刷等により形成する際に、圧電/電歪体79と振動部66との横ずれ量が変更されるように圧電/電歪体79の印刷位置を微変更すること等によって予測変位量の調整が可能になる。Further, as shown in Expression 13, e (F1) obtained by multiplying F1 by a coefficient e, a (FR1A) obtained by multiplying FR1A by a coefficient a, c (FR1B) obtained by multiplying FR1B by a coefficient c, and FR1B. Based on b (FR1B) 2 obtained by multiplying the square of x by a coefficient b (capacitance can be further added), the predicted displacement amount can be obtained. In the manufacturing process, for example, when the piezoelectric / electrostrictive body 79 is formed by printing or the like, the printing position of the piezoelectric / electrostrictive body 79 is changed so that the amount of lateral displacement between the piezoelectric / electrostrictive body 79 and the vibrating portion 66 is changed. The predicted displacement can be adjusted by making a fine change.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

図32(a)は、容量CPのみの一次式(予測変位量=a×CP+b、(a,bは係数))により、変位を予測した場合の予測変位量と実測変位量のグラフである。又、図32(b)は、数13式で変位を予測した場合の予測変位量と実測変位量との関係を示すグラフである。このグラフは、圧電/電歪アクチュエータ20と同形態の圧電/電歪アクチュエータを16体作製し、それぞれの予測変位量と、レーザードップラー振動計によって計測した実測変位量と、の関係を示し、両者が概ね比例していることを表している。又、図32(a)に比較して図32(b)は予測変位量と実測変位量との相関が良好であり、より高い精度で変位の予測が可能であることがわかる。   FIG. 32A is a graph of the predicted displacement amount and the actually measured displacement amount when the displacement is predicted by a linear expression of only the capacity CP (predicted displacement amount = a × CP + b, where a and b are coefficients). FIG. 32B is a graph showing the relationship between the predicted displacement amount and the actually measured displacement amount when the displacement is predicted by Equation (13). This graph shows the relationship between 16 estimated piezoelectric / electrostrictive actuators having the same form as the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 and the respective measured displacements measured by a laser Doppler vibrometer. Is roughly proportional. 32B shows that the correlation between the predicted displacement amount and the actually measured displacement amount is better than that in FIG. 32A, and the displacement can be predicted with higher accuracy.

尚、上記した検査においては、振動モード(1,1)、振動モード(3,1)、振動モード(3.5,1)にかかる共振周波数、共振波形に着目したが、これ以外の振動モードの共振周波数、共振波形に着目して検査することが可能である。   In the above inspection, attention is paid to the resonance frequency and the resonance waveform applied to the vibration mode (1, 1), the vibration mode (3, 1), and the vibration mode (3.5, 1). It is possible to inspect by paying attention to the resonance frequency and the resonance waveform.

図24(a)〜図24(c)は、圧電/電歪アクチュエータのインピーダンス−位相の周波数特性の測定例を示すチャートである。図24(a)は、横ずれが生じていない(ずれ量が0μm)場合の周波数特性を示し、図24(b)は、横ずれが(相対的に)小さい場合の周波数特性を示し、図24(c)は、横ずれが(相対的に)大きい場合の周波数特性を示している。何れにおいても、図中の左側のピークは1次ピークを示し、右側のピークは高次ピークCを示している。1次ピークは(m,n)=(1,1)のモードであり、高次ピークCは(m,n)=(1,2)の振動モードである。 FIGS. 24A to 24C are charts showing measurement examples of frequency characteristics of impedance-phase of the piezoelectric / electrostrictive actuator. FIG. 24A shows the frequency characteristics when no lateral deviation occurs (the deviation amount is 0 μm), and FIG. 24B shows the frequency characteristics when the lateral deviation is (relatively) small. c) shows frequency characteristics when the lateral deviation is (relatively) large. In any case, the left peak in the figure indicates the primary peak, and the right peak indicates the high order peak C. The primary peak is a mode of (m, n) = (1, 1), and the high order peak C is a vibration mode of (m, n) = (1, 2).

図24(a)に示されるように、横ずれが生じていない圧電/電歪アクチュエータでは、周波数の低い領域に振動モード(1,1)にかかる共振周波数のピークがあるが、周波数の高い一定の領域には目立ったピークが見られない。一方、図24(b)、図24(c)に示されるように、横ずれの生じている圧電/電歪アクチュエータでは、周波数の高い領域(例えば4.5〜5MHz)において、振動モード(1,2)にかかる共振周波数の(共振波形の)ピークが発生しており、図24(b)と図24(c)との比較で明示されるように、横ずれの量が大きくなる程、そのピークの高さPKCが大きくなるとともに、周波数Rから周波数Tまでの間の共振波形にかかる面積SCが大きくなる。又、横ずれ量が大きくなる程、周波数の低い領域に現れる振動モード(1,1)にかかる共振周波数の(共振波形の)ピークの高さPK1や、周波数Qから周波数Pまでの間の共振波形にかかる面積S1は小さくなる。   As shown in FIG. 24A, in the piezoelectric / electrostrictive actuator in which no lateral deviation occurs, there is a peak of the resonance frequency applied to the vibration mode (1, 1) in the low frequency region. There are no noticeable peaks in the area. On the other hand, as shown in FIGS. 24B and 24C, in the piezoelectric / electrostrictive actuator in which the lateral displacement occurs, the vibration mode (1, 2) is obtained in a high frequency region (for example, 4.5 to 5 MHz). 2), the peak of the resonance frequency (resonance waveform) is generated. As clearly shown in the comparison between FIG. 24B and FIG. 24C, the peak increases as the amount of lateral deviation increases. And the area SC of the resonance waveform from the frequency R to the frequency T increases. Further, as the lateral shift amount increases, the peak height PK1 (resonance waveform) of the resonance frequency (resonance waveform) applied to the vibration mode (1, 1) appearing in the low frequency region, or the resonance waveform between the frequency Q and the frequency P. The area S1 is reduced.

インピーダンス特性においても、基本的な傾向は、位相特性と同じである。即ち、図24(a)に示されるように、横ずれが生じていない圧電/電歪アクチュエータでは、周波数の低い領域における振動モード(1,1)にかかる共振により生じた極大値E1と極小値E2との差が大きく、周波数の高い一定の領域には段差状の波形が見られない。一方、図24(b)、図24(c)に示されるように、横ずれの生じている圧電/電歪アクチュエータでは、周波数の高い領域(例えば4.5〜5MHz)において、振動モード(1,2)にかかる共振により生じた段差状の波形が見られ、図24(b)と図24(c)との比較で明示されるように、横ずれの量が大きくなる程、その極大値E3と極小値E4との差が大きくなる。   Also in the impedance characteristic, the basic tendency is the same as the phase characteristic. That is, as shown in FIG. 24A, in the piezoelectric / electrostrictive actuator in which no lateral deviation occurs, the maximum value E1 and the minimum value E2 generated by resonance in the vibration mode (1, 1) in the low frequency region. And a stepped waveform is not seen in a constant region having a high frequency. On the other hand, as shown in FIGS. 24B and 24C, in the piezoelectric / electrostrictive actuator in which the lateral displacement occurs, the vibration mode (1, 2) is obtained in a high frequency region (for example, 4.5 to 5 MHz). As shown in the comparison between FIG. 24B and FIG. 24C, the stepped waveform generated by the resonance in 2) is seen, and the maximum value E3 increases as the amount of lateral deviation increases. The difference from the minimum value E4 increases.

図28(a)において、曲線181は、横ずれ量と高次ピークCの高さPKCとの関係を示し、曲線182は、横ずれ量と1次ピークの高さPK1との関係を示している。又、図28(b)において、曲線183は、横ずれ量と高次ピークCの面積SCとの関係を示し、曲線184は、横ずれ量と1次ピークの面積S1との関係を示している。更に、図28(c)において、曲線185は、横ずれ量とピークの高さの比PKC/PK1との関係を示し、曲線186は、横ずれ量とピークの面積の比(面積比)SC/S1との関係を示している。図28(a)〜図28(c)から明示されるように、横ずれ量が小さいときにピークの高さPKCや面積SCは大きくなり(検出感度が高く)、横ずれ量が大きいときにピークの高さの比PKC/PK1及び面積比SC/S1が大きくなる(検出感度が高い)。   In FIG. 28A, a curve 181 indicates the relationship between the lateral shift amount and the height PKC of the high-order peak C, and a curve 182 indicates the relationship between the lateral shift amount and the primary peak height PK1. In FIG. 28B, a curve 183 shows the relationship between the amount of lateral deviation and the area SC of the high-order peak C, and a curve 184 shows the relationship between the amount of lateral deviation and the area S1 of the primary peak. Further, in FIG. 28C, a curve 185 shows the relationship between the lateral deviation amount and the peak height ratio PKC / PK1, and a curve 186 shows the lateral deviation amount and peak area ratio (area ratio) SC / S1. Shows the relationship. As clearly shown in FIGS. 28A to 28C, the peak height PKC and the area SC are large (the detection sensitivity is high) when the lateral deviation amount is small, and the peak is large when the lateral deviation amount is large. The height ratio PKC / PK1 and the area ratio SC / S1 increase (the detection sensitivity is high).

横ずれによって、振動モード(1,2)の(共振波形の)ピークの高さが高くなる等の現象は、以下の理由により説明出来る。即ち、振動部に対して圧電/電歪作動部が横ずれなく配置されている場合には、構造物としての圧電/電歪アクチュエータの重心は振動の中心に一致する。又、圧電/電歪作動部の伸び縮みにより、元々振動モード(1,1)に近い屈曲変位が励起される。即ち、振動部の中心が大きく変位が励起される。この場合、振動部の中心が大きく振動するような奇数次の振動モード(3,1)、(5,1)、(7,1)、(1,3)等は、比較的、励起され易いが、振動部の中心が節となる偶数次の振動モード(2,1)、(4,1)、(1,2)等は、励起され難い。実際に、図24(a)に示されるような振動モード(1,2)は、殆ど観測されない。それに対して、横ずれが発生する場合、振動の中心と圧電/電歪アクチュエータとの重心位置がずれ、偶数次のモードが励起されるようになる。そして、ずれが大きくなるほど、偶数次のモードが大きくなる。問題となる横ずれは、図1に示される圧電/電歪アクチュエータのBB'断面での位置ずれであり、幅の狭い横方向の中心に節のある振動モード(1,2)(図20参照)が強く励起されるのである。同様に、図1のAA'断面での位置ずれの場合は、(2,1)モードが強く励起されるが、この方向での位置ずれは変位に対して殆ど悪影響を及ぼさないため、本明細書では問題としていないが、寸法ずれ検査としてはこの考え方が適用出来る。図24(b)及び図24(c)に示される高次ピークCを用いて、横ずれや変位を予測する方法は、図23に示される高次ピークAを用いて予測する方法に比較して、それぞれのピーク(共振波形)の近くにノイズとなるピーク(共振波形)が比較的少なく、意図しない別のピーク(共振波形)を誤って検出してしまう確率が低いため、高感度に精度よく横ずれを予測することが可能であり、より好ましい。高次ピークCによる横ずれ量の予測式は、図28(a)より原点付近では近似的に直線とみなせるので、例えば、数14式のような単純で式で表すことが可能である。   A phenomenon such as an increase in the peak height (resonance waveform) of the vibration mode (1, 2) due to the lateral shift can be explained for the following reason. That is, when the piezoelectric / electrostrictive actuator is arranged without lateral displacement with respect to the vibrating part, the center of gravity of the piezoelectric / electrostrictive actuator as a structure coincides with the center of vibration. In addition, the bending displacement close to the vibration mode (1, 1) is excited by the expansion / contraction of the piezoelectric / electrostrictive operating portion. That is, the center of the vibration part is large and the displacement is excited. In this case, odd-order vibration modes (3, 1), (5, 1), (7, 1), (1, 3), etc. in which the center of the vibration part greatly vibrates are relatively easily excited. However, even-order vibration modes (2, 1), (4, 1), (1, 2), etc. in which the center of the vibration part is a node are difficult to be excited. Actually, vibration modes (1, 2) as shown in FIG. 24 (a) are hardly observed. On the other hand, when a lateral shift occurs, the center of gravity position between the center of vibration and the piezoelectric / electrostrictive actuator is shifted, and the even-order mode is excited. As the deviation increases, the even-order mode increases. The lateral shift in question is a positional shift in the BB ′ cross section of the piezoelectric / electrostrictive actuator shown in FIG. 1, and a vibration mode (1, 2) having a node in the center of a narrow lateral direction (see FIG. 20). Is strongly excited. Similarly, in the case of the misalignment in the AA ′ cross section of FIG. 1, the (2, 1) mode is strongly excited, but the misalignment in this direction has almost no adverse effect on the displacement. Although this is not a problem in the book, this concept can be applied as a dimensional deviation inspection. The method of predicting lateral deviation and displacement using the high-order peak C shown in FIGS. 24B and 24C is compared with the method of predicting using the high-order peak A shown in FIG. , Because there are relatively few noise peaks (resonance waveforms) near each peak (resonance waveform) and there is a low probability of erroneous detection of another unintended peak (resonance waveform). It is possible to predict a lateral shift, which is more preferable. Since the prediction formula for the amount of lateral deviation due to the higher-order peak C can be regarded as a straight line in the vicinity of the origin from FIG. 28A, it can be expressed by a simple expression such as Expression (14), for example.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

図25(a)、図25(b)、及び図25(c)は、ネットワークアナライザの画面に表示される位相値の周波数特性の一例を示す図であり、図25(a)は、振動部に下向きのうねりがある形態の圧電/電歪アクチュエータ(図5参照)の周波数特性を示し、図25(b)は、振動部にうねりのない圧電/電歪アクチュエータ(図3参照)の周波数特性を示し、図25(c)は、振動部に上向きのうねりがある形態の圧電/電歪アクチュエータ(図10参照)の周波数特性を示す。図25(a)、図25(b)、及び図25(c)に示されるように、高次ピークDの共振周波数FDが、周波数8〜9MHzに検出され、高次ピークEの共振周波数FEが、周波数10〜11MHzに検出される。高次ピークDの共振周波数は、振動モード(1,3)の共振周波数であり、高次ピークEの共振周波数は、振動モード(3.5,3)の共振周波数である。この2つの共振周波数による周波数比FRDE(FRDE=FE/FD)は、圧電/電歪アクチュエータのうねり量に関係があり、共振周波数FE,FDより周波数比FRDEを求めることにより、圧電/電歪アクチュエータのうねり量を予測することが出来る。即ち、若干、値のシフトはあるものの、上述のFR1Bと概ね同様の計算式によって、うねり量や変位量等を予測することが可能である。図25(a)、図25(b)、及び図25(c)に示される高次ピークDと高次ピークEを使用してうねり量を予測する方法は、図23に示される1次ピークと高次ピークBを使用する方法と比較して、それぞれのピーク(共振波形)の近くにノイズとなるピーク(共振波形)が比較的少なく、別のピークを誤って検出してしまう確率が低いため、高感度に精度よくうねり量を予測することが可能であり、より好ましい。図31は、周波数比FRDEと、圧電/電歪アクチュエータにかかる振動部のうねり量と、の関係を示すグラフである。高次ピークD,Eによるうねり量の予測式は、この図31より近似的に直線とみなせるので、例えば、数式15のような単純で式で表すことが可能である。 25 (a), 25 (b), and 25 (c) are diagrams illustrating an example of the frequency characteristic of the phase value displayed on the screen of the network analyzer, and FIG. 25 (a) illustrates the vibration unit. FIG. 25 (b) shows the frequency characteristics of a piezoelectric / electrostrictive actuator (see FIG. 5) having a downward undulation in FIG. FIG. 25C shows the frequency characteristics of the piezoelectric / electrostrictive actuator (see FIG. 10) in the form in which the vibrating portion has upward swell. As shown in FIGS. 25A, 25B, and 25C, the resonance frequency FD of the higher-order peak D is detected at a frequency of 8 to 9 MHz, and the resonance frequency FE of the higher-order peak E is detected. Is detected at a frequency of 10 to 11 MHz. The resonance frequency of the higher order peak D is the resonance frequency of the vibration mode (1, 3), and the resonance frequency of the higher order peak E is the resonance frequency of the vibration mode (3.5, 3). The frequency ratio FRDE (FRDE = FE / FD) based on these two resonance frequencies is related to the amount of waviness of the piezoelectric / electrostrictive actuator, and the piezoelectric / electrostrictive actuator is obtained by obtaining the frequency ratio FRDE from the resonance frequencies FE and FD. The amount of swell can be predicted. That is, although there is a slight shift in value, it is possible to predict the amount of swell, the amount of displacement, and the like by a calculation formula almost the same as that of FR1B described above. 25 (a), 25 (b), and 25 (c), the method of predicting the undulation amount using the higher order peak D and the higher order peak E is the primary peak shown in FIG. Compared with the method using the higher order peak B, there are relatively few noise peaks (resonance waveform) near each peak (resonance waveform), and the probability of erroneous detection of another peak is low. Therefore, it is possible to predict the swell amount with high sensitivity and high accuracy, which is more preferable. FIG. 31 is a graph showing the relationship between the frequency ratio FRDE and the amount of waviness of the vibrating portion applied to the piezoelectric / electrostrictive actuator. Since the prediction formula of the undulation amount due to the higher-order peaks D and E can be approximated as a straight line from FIG. 31, it can be expressed by a simple expression such as Expression 15.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

又、高次ピークC,D,Eによる変位量の予測式は、うねり量と変位量が2次曲線の関係であることを考慮し、例えば、数16式のような式で表すことが可能である。   Further, the prediction formula of the displacement amount due to the higher-order peaks C, D, E can be expressed by, for example, an equation such as Equation 16 in consideration of the relationship between the undulation amount and the displacement amount of a quadratic curve. It is.

Figure 0004885714
Figure 0004885714

予測横ずれ量、予測うねり量、予測変位量が得られたら、それらに基づいて、作製した圧電/電歪アクチュエータ20が良品であるか又は不良品であるかの判断をして、検査が終了する。そして、検査に合格した圧電/電歪アクチュエータ20のみが出荷される。   When the predicted lateral deviation amount, predicted swell amount, and predicted displacement amount are obtained, based on these, it is determined whether the produced piezoelectric / electrostrictive actuator 20 is a good product or a defective product, and the inspection is completed. . Only the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 that has passed the inspection is shipped.

従来は、圧電/電歪体の静電容量のみに基づいて圧電/電歪アクチュエータを検査をしていたので、圧電/電歪アクチュエータを構成する他の要素、即ち振動部、支持部で構成される基体等の製品毎の違いが検査結果に反映されていなかった。そのため、検査の精度の向上に限界があったが、上記検査では、予測横ずれ量、予測うねり量、予測変位量が作製された圧電/電歪アクチュエータを実際に振動させて得られたものであり、これらは全て圧電/電歪アクチュエータを構成する全ての要素(予知し得ないものを含む)が反映されたものであるため、寸法、変位量のばらつきを確実に識別出来、従来より検査にかかる精度が高く、良品か否かの判断は、より正確に行われ得る。作製したものを振動させるだけであって、圧電/電歪アクチュエータの破壊、分解を伴わないため、検査に多くの時間を要することはない。検査に合格した良品の圧電/電歪アクチュエータがアクチュエータ部として用いられた例えばマイクロスイッチは、振動部の変位量が一定範囲内に収まり、スイッチ動作のばらつきが抑えられる。   Conventionally, since the piezoelectric / electrostrictive actuator is inspected based only on the capacitance of the piezoelectric / electrostrictive body, the piezoelectric / electrostrictive actuator is composed of other elements constituting the piezoelectric / electrostrictive actuator, that is, a vibration part and a support part. Differences between products such as substrates were not reflected in the inspection results. Therefore, although there was a limit to the improvement of inspection accuracy, the above inspection was obtained by actually vibrating the piezoelectric / electrostrictive actuator on which the predicted lateral deviation amount, predicted undulation amount, and predicted displacement amount were produced. These all reflect all the elements that comprise the piezoelectric / electrostrictive actuator (including those that cannot be predicted), so that variations in dimensions and displacement can be reliably identified, and it will take more time to inspect than before. The determination of whether the product is non-defective with high accuracy can be made more accurately. Since the manufactured product is merely vibrated, and the piezoelectric / electrostrictive actuator is not destroyed or decomposed, the inspection does not take much time. For example, a micro switch in which a non-defective piezoelectric / electrostrictive actuator that has passed the inspection is used as an actuator section has a displacement amount of the vibrating section within a certain range, thereby suppressing variations in switch operation.

ところで、ずれ量及びうねり量等の寸法は、圧電/電歪アクチュエータのアクチュエータ変位量と同様に、圧電/電歪センサの検出感度にも大きな影響がある。即ち、圧電/電歪センサにおいても、静電容量、共振周波数、共振周波数比等と合わせて多変量解析等を行うことにより、より高精度に検出感度を予測・推定することが可能である。   By the way, the dimensions such as the shift amount and the waviness amount have a great influence on the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor as well as the actuator displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator. That is, in the piezoelectric / electrostrictive sensor, it is possible to predict and estimate the detection sensitivity with higher accuracy by performing multivariate analysis or the like in combination with capacitance, resonance frequency, resonance frequency ratio, and the like.

又、本発明は、圧電/電歪アクチュエータが縦横に複数配列された圧電/電歪アクチュエータセットの検査にも有効に活用出来る。即ち、圧電/電歪アクチュエータセットの各圧電/電歪アクチュエータの寸法ずれのばらつきが、圧電/電歪アクチュエータセットの特性ばらつきとなっているが、その品質をより向上させるため、寸法ずれのばらつきを検査してばらつきの大小を選別し、それぞれに合った用途で使用しようとする際、この1次及び高次の共振モードの共振周波数、共振周波数比、共振波形のピークの高さ、面積、等の情報を使用し、圧電/電歪アクチュエータセットの特性ばらつきを精度よく予測することが出来る。   The present invention can also be effectively used for inspection of a piezoelectric / electrostrictive actuator set in which a plurality of piezoelectric / electrostrictive actuators are arranged vertically and horizontally. In other words, the variation in the dimensional deviation of each piezoelectric / electrostrictive actuator in the piezoelectric / electrostrictive actuator set is the characteristic variation of the piezoelectric / electrostrictive actuator set. When examining the size of the variation and trying to use it for each application, the resonance frequency, resonance frequency ratio, resonance waveform peak height, area, etc. of the primary and higher order resonance modes, etc. Thus, it is possible to accurately predict the characteristic variation of the piezoelectric / electrostrictive actuator set.

次に、周波数比FR1A及び周波数比FR1B、並びに必要な場合には静電容量CPを加えて計算し、圧電/電歪アクチュエータ20の寸法、及び、圧電/電歪アクチュエータ20の変位量を予測するための、本発明に係る弾性体(圧電/電歪アクチュエータ)の寸法予測プログラム、及び、圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラムについて説明する。   Next, calculation is performed by adding the frequency ratio FR1A and the frequency ratio FR1B and, if necessary, the capacitance CP to predict the dimensions of the piezoelectric / electrostrictive actuator 20 and the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator 20. Therefore, an elastic body (piezoelectric / electrostrictive actuator) size prediction program and a piezoelectric / electrostrictive actuator displacement prediction program according to the present invention will be described.

以下、先ず、本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラム(単に変位量予測プログラムともいう)について説明する。図33(a)及び図33(b)は、変位量予測プログラムが組み込まれたコンピュータシステムの構成図である。図33(a)に示されるコンピュータシステム10は、主に、中央処理装置1、記憶装置2(メインメモリ)、入力装置4、出力装置5から構成される。本発明に係る変位量予測プログラムは、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを所定の手段として機能させるためのプログラムである。本発明に係る変位量予測プログラムは、記憶装置2に格納され、このプログラムに基づいて中央処理装置1がコンピュータシステム10を構成する他の装置へ指令を出す。   Hereinafter, first, a displacement amount prediction program (also simply referred to as a displacement amount prediction program) of the piezoelectric / electrostrictive actuator according to the present invention will be described. FIG. 33A and FIG. 33B are configuration diagrams of a computer system in which a displacement amount prediction program is incorporated. A computer system 10 shown in FIG. 33 (a) mainly includes a central processing unit 1, a storage device 2 (main memory), an input device 4, and an output device 5. The displacement amount prediction program according to the present invention is a program for causing a computer to function as a predetermined means in order to predict the displacement amount of a piezoelectric / electrostrictive actuator including a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes. is there. The displacement amount prediction program according to the present invention is stored in the storage device 2, and the central processing unit 1 issues a command to other devices constituting the computer system 10 based on this program.

中央処理装置1は変位量予測プログラムの指令により、変位量を予測しようとする圧電/電歪アクチュエータに適用すべき計算式に基づいて、圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を計算する。次いで、中央処理装置1は変位量予測プログラムの指令により、得られた圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を、プリンタやCRT(画面)へ出力する。尚、計算式は、変位量予測プログラムに組み込んでおくことが可能である。又、計算式は例示したものに留まらず、指数関数やより高次の多項式等、検査対象物の特性に応じて変更することも可能である。   The central processing unit 1 calculates a predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on a calculation formula to be applied to the piezoelectric / electrostrictive actuator that is to predict the displacement amount in accordance with a command of the displacement amount prediction program. Next, the central processing unit 1 outputs the obtained predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator to a printer or CRT (screen) in accordance with a command of the displacement amount prediction program. The calculation formula can be incorporated in the displacement amount prediction program. Further, the calculation formula is not limited to the example, and can be changed according to the characteristics of the inspection object such as an exponential function or a higher order polynomial.

コンピュータシステム10において、具体的な計算式が使用されて予測変位量が得られる場合について説明する。予測変位量を計算しようとする圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの、1次及び高次の共振モードの共振周波数、共振波形のピークの高さ、面積等の情報が、キーボードやネットワークアナライザ等から入力される。そして、中央処理装置1は、記憶装置2中の変位量予測プログラムの指令を受けて、共振周波数比やピークの高さの比、面積比等を計算する。   In the computer system 10, a case where the predicted displacement amount is obtained by using a specific calculation formula will be described. Information on the resonance frequency, peak height, and area of the first and higher order resonance modes when the piezoelectric / electrostrictive actuator for which the predicted displacement is to be calculated is vibrated is obtained from the keyboard and network analyzer. Etc. are input. The central processing unit 1 receives a command from the displacement amount prediction program in the storage device 2 and calculates a resonance frequency ratio, a peak height ratio, an area ratio, and the like.

更に、中央処理装置1は、記憶装置2中の変位量予測プログラムの指令を受けて、圧電/電歪アクチュエータにかかる予測変位量を計算するための計算式である数12式や数13式に基づいて、圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を計算する。尚、予測変位量を求めるのに静電容量が用いられる場合(数4式相当)には、予測変位量を計算しようとする圧電/電歪アクチュエータの圧電/電歪体の静電容量CPが、キーボードやLCRメータ等から入力される。計算された予測変位量は、変位量予測プログラムの指令により中央処理装置1が、プリンタやCRT(画面)等へデジタルデータ又はアナログデータとして出力する。   Further, the central processing unit 1 receives the command of the displacement amount prediction program in the storage device 2 and calculates Equations 12 and 13 which are calculation equations for calculating the predicted displacement amount applied to the piezoelectric / electrostrictive actuator. Based on this, a predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator is calculated. When the capacitance is used to obtain the predicted displacement amount (corresponding to Equation 4), the capacitance CP of the piezoelectric / electrostrictive body of the piezoelectric / electrostrictive actuator for which the predicted displacement amount is to be calculated is Input from a keyboard, LCR meter or the like. The calculated predicted displacement amount is output as digital data or analog data by the central processing unit 1 to a printer, a CRT (screen), or the like according to a command from the displacement amount prediction program.

図33(b)に示されるコンピュータシステム330は、図33(a)に示されたコンピュータシステムに加えて、良否選別装置(ロボット)が付加されたものである。測定した各被検体毎に、変位予測プログラムに基づいて予測した変位が記憶装置に格納され、指定したしきい値に基づく合否判定の情報も記憶装置に格納される。良否選別装置(ロボット)は、合否判定情報に基づいて被検体(圧電/電歪アクチュエータ製品)を選別し、例えば良品は良品専用のトレイに、不良品は不良品専用のトレイに載せ換える、等の動作を行う。   A computer system 330 shown in FIG. 33B is obtained by adding a pass / fail sorting device (robot) in addition to the computer system shown in FIG. For each measured object, the displacement predicted based on the displacement prediction program is stored in the storage device, and pass / fail judgment information based on the specified threshold value is also stored in the storage device. The pass / fail sorting device (robot) sorts the specimen (piezoelectric / electrostrictive actuator product) based on the pass / fail judgment information. For example, the non-defective product is replaced with the non-defective product tray, the defective product is replaced with the defective product tray, etc. Perform the operation.

本発明に係る弾性体の寸法予測プログラム(単に寸法予測プログラムともいう)は、弾性体である圧電/電歪作動部78の圧電/電歪体79や基体44の振動部66にかかる寸法(ずれ量やうねり量)を予測するために、コンピュータを所定の手段として機能させるためのプログラムである。本発明に係る寸法予測プログラムは、予測寸法を計算するために数1式を利用することを除けば、上記した変位量予測プログラムに準じて、記憶装置2に格納され、このプログラムに基づいて中央処理装置1がコンピュータシステム10を構成する他の装置へ指令を出すものであり、詳細の説明は省略する。   The elastic body size prediction program (also simply referred to as a size prediction program) according to the present invention is a size (shift) applied to the piezoelectric / electrostrictive body 79 of the piezoelectric / electrostrictive actuator 78 and the vibrating portion 66 of the base body 44, which are elastic bodies. This is a program for causing a computer to function as a predetermined means in order to predict (amount and undulation amount). The dimension prediction program according to the present invention is stored in the storage device 2 in accordance with the above-described displacement amount prediction program except that Formula 1 is used to calculate the predicted dimension. The processing device 1 issues commands to other devices constituting the computer system 10, and detailed description thereof is omitted.

以上、本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査方法、検査装置、及び変位量予測プログラムについて圧電/電歪アクチュエータの一例を示して説明したが、本発明に係る圧電/電歪センサの検査方法、検査装置、及び検出感度予測プログラムのそれぞれが対象とする圧電/電歪センサも、電気/機械変換と機械/電気変換との違いがあるのみであり、構造体としては上記圧電/電歪アクチュエータと同態様である。   The piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method, inspection apparatus, and displacement amount prediction program according to the present invention have been described with reference to an example of the piezoelectric / electrostrictive actuator. Also, the piezoelectric / electrostrictive sensor targeted by each of the inspection apparatus and the detection sensitivity prediction program has only a difference between electrical / mechanical conversion and mechanical / electrical conversion. It is the same mode.

又、本発明に係る圧電/電歪アクチュエータの検査方法、検査装置、及び変位量予測プログラムのそれぞれが対象とし得る圧電/電歪アクチュエータは、それぞれ弾性体である圧電/電歪体と2以上の電極とを具備するものであるから、2以上の弾性体を有する構造体に相当する。本明細書においては、圧電/電歪アクチュエータとして、圧電/電歪体と2以上の電極とからなる圧電/電歪作動部の他に、弾性体であって振動部及び支持部とで構成される基体を具備するものが例示され、その例において、圧電/電歪作動部、振動部、支持部が1の弾性体として示されている。   The piezoelectric / electrostrictive actuators that can be targeted by the piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method, inspection apparatus, and displacement amount prediction program according to the present invention are each an elastic piezoelectric / electrostrictive body and two or more. Since it comprises an electrode, it corresponds to a structure having two or more elastic bodies. In this specification, as a piezoelectric / electrostrictive actuator, in addition to a piezoelectric / electrostrictive operating part composed of a piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes, it is an elastic body and is composed of a vibrating part and a supporting part. In the example, the piezoelectric / electrostrictive operation portion, the vibration portion, and the support portion are shown as one elastic body.

本発明に係る弾性体の検査方法、検査装置、寸法予測プログラムのそれぞれが対象とし得る弾性体は、塑性ではない弾性を示す物体であって、2以上の弾性体で構成される構造体の少なくとも1の弾性体であればよく、圧電/電歪体(圧電/電歪作動部)、セラミックス製の基体(振動部)に限定されない。   The elastic body that can be targeted by each of the elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program according to the present invention is an object that exhibits non-plastic elasticity, and is at least a structure composed of two or more elastic bodies. The elastic body is not limited to a piezoelectric / electrostrictive body (piezoelectric / electrostrictive operating portion) and a ceramic substrate (vibrating portion).

又、本発明に係る圧電/電歪デバイスの検査方法、検査装置、及び変位量予測プログラムのそれぞれが対象とし得る圧電/電歪デバイス、及び、本発明に係る圧電/電歪センサの検査方法、検査装置、及び検出感度予測プログラムのそれぞれが対象とする圧電/電歪センサは、電界によって誘起される歪みや応力によって誘起される電荷/電界を利用してまとまった機能を果たすユニットを示し、圧電/電歪体と少なくとも一対の電極とを構成要素とするものであり、狭義の意味での、印加電界に概ね比例した歪み量を発生する逆圧電効果や応力によって誘起された電荷量を発生する圧電効果、印加電界の二乗に概ね比例した歪み量を発生する電歪効果を利用する圧電/電歪アクチュエータに限定されず、強誘電体材料全般に見られる分極反転、反強誘電体材料に見られる反強誘電相−強誘電相間の相転移、等の現象を利用する圧電/電歪アクチュエータも含まれる。又、分極処理が行われるか否かについても、圧電/電歪アクチュエータを構成する圧電/電歪体に用いられる材料の性質に基づいて適宜決定される。   Further, a piezoelectric / electrostrictive device inspection method, an inspection apparatus, and a displacement amount prediction program according to the present invention, and a piezoelectric / electrostrictive device inspection method according to the present invention, The piezoelectric / electrostrictive sensor targeted by each of the inspection device and the detection sensitivity prediction program indicates a unit that performs a collective function by using a charge / electric field induced by strain or stress induced by an electric field. / Consists of an electrostrictive body and at least a pair of electrodes, and in a narrow sense, generates an amount of charge induced by an inverse piezoelectric effect or stress that generates a strain amount approximately proportional to an applied electric field. It is not limited to piezoelectric / electrostrictive actuators that use the electrostrictive effect that generates a piezoelectric effect or a strain that is roughly proportional to the square of the applied electric field. , Anti-ferroelectric phase is seen in the anti-ferroelectric material - the phase transition between the ferroelectric phase, also includes the piezoelectric / electrostrictive actuator using a phenomenon like. Also, whether or not the polarization process is performed is appropriately determined based on the properties of the material used for the piezoelectric / electrostrictive body constituting the piezoelectric / electrostrictive actuator.

本発明に係る弾性体の検査方法、検査装置、及び寸法予測プログラム、並びに、圧電/電歪アクチュエータの検査方法、検査装置、及び変位量予測プログラムは、例えば、計測器、光変調器、光スイッチ、電気スイッチ、マイクロリレー、マイクロバルブ、搬送装置、ディスプレイ及びプロジェクタ等の画像表示装置、画像描画装置、マイクロポンプ、液滴吐出装置、微小混合装置、微小撹拌装置、微小反応装置、等に適用される各種の圧電/電歪アクチュエータの検査手段として好適に利用出来る。又、本発明に係る圧電/電歪センサの検査方法、検査装置、及び検出感度予測プログラムは、流体特性、音圧、微小重量、加速度等の検出に用いられる各種の圧電/電歪センサの検査手段として好適に利用出来る。   The elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program, and the piezoelectric / electrostrictive actuator inspection method, inspection apparatus, and displacement amount prediction program according to the present invention include, for example, a measuring instrument, an optical modulator, and an optical switch. , Electrical switches, micro relays, micro valves, transfer devices, displays, projectors and other image display devices, image drawing devices, micro pumps, droplet ejection devices, micro mixing devices, micro stirring devices, micro reaction devices, etc. It can be suitably used as an inspection means for various piezoelectric / electrostrictive actuators. Also, the inspection method, inspection apparatus, and detection sensitivity prediction program for piezoelectric / electrostrictive sensors according to the present invention are used to inspect various piezoelectric / electrostrictive sensors used for detecting fluid characteristics, sound pressure, minute weight, acceleration, and the like. It can be suitably used as a means.

Claims (14)

1以上の圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータの検査方法であって、
前記圧電/電歪アクチュエータは、基体と、圧電/電歪作動部と、を有し、前記基体は、キャビティを有する厚肉の支持部と、そのキャビティを覆蓋する振動部とを、一体的に成形してなり、前記圧電/電歪作動部は、前記1以上の圧電/電歪体と、圧電/電歪体を挟んで積層された前記2以上の電極と、を具備し、圧電/電歪体を挟む電極の間に電界が生じると圧電/電歪体が変形し、前記振動部に上下方向の変位を生じるものであり、
前記圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの周波数特性を観察し、
寸法が既知である少なくとも1個の、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する基準圧電/電歪体の周波数特性と前記基準圧電/電歪アクチュエータを振動させて得られた寸法の間の関係を代表するデータを使用し、前記圧電/電歪アクチュエータを振動させて観察した周波数特性に基づき、前記圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測する圧電/電歪アクチュエータの検査方法。
An inspection method of a piezoelectric / electrostrictive actuator comprising one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and two or more electrodes,
The piezoelectric / electrostrictive actuator includes a base body and a piezoelectric / electrostrictive operating portion, and the base body integrally includes a thick support portion having a cavity and a vibration portion covering the cavity. The piezoelectric / electrostrictive actuating part is formed, and includes the one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and the two or more electrodes laminated with the piezoelectric / electrostrictive bodies sandwiched therebetween. When an electric field is generated between the electrodes sandwiching the strain body, the piezoelectric / electrostrictive body is deformed, and the vibration part is displaced in the vertical direction.
Observe the frequency characteristics when vibrating the piezoelectric / electrostrictive actuator,
Frequency characteristics of a reference piezoelectric / electrostrictive body having at least one piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes of known dimensions, and dimensions obtained by vibrating the reference piezoelectric / electrostrictive actuator. A method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive actuator that uses data representing a relationship between the two and predicts a displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on a frequency characteristic observed by vibrating the piezoelectric / electrostrictive actuator.
前記周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかである請求項に記載の圧電/電歪アクチュエータの検査方法。The frequency characteristics include a resonance frequency Fx of one order and a resonance frequency Fy of another order, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = Fy / Fx) obtained by them to one or more frequency differences FDxy (FDxy = FDxy = 2. The method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive actuator according to claim 1 , wherein the inspection method is any one of Fy-Fx). 前記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかである請求項に記載の圧電/電歪アクチュエータの検査方法。The frequency characteristic includes a peak height PKx, an area Sx, and a difference between a maximum value and a minimum value of a resonance waveform of one order, and between the resonance waveform of the first order and a resonance waveform of another order. , Peak height ratio PKRxy, peak height difference PKDxy, area ratio SRxy, area difference SDxy, difference between local maximum and local minimum, and difference between local maximum and local minimum The method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive actuator according to claim 1 . 1以上の圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪センサの検査方法であって、
前記圧電/電歪センサは、基体と、圧電/電歪作動部と、を有し、前記基体は、キャビティを有する厚肉の支持部と、そのキャビティを覆蓋する振動部とを、一体的に成形してなり、前記圧電/電歪作動部は、前記1以上の圧電/電歪体と、圧電/電歪体を挟んで積層された前記2以上の電極と、を具備し、圧電/電歪体を挟む電極の間に電界が生じると圧電/電歪体が変形し、前記振動部に上下方向の変位を生じるものであり、
前記圧電/電歪センサを振動させたときの周波数特性を観察し、
寸法が既知である少なくとも1個の、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する基準圧電/電歪センサの周波数特性と前記基準圧電/電歪センサを振動させて得られたセンサの寸法の間の関係を代表するデータを使用し、前記圧電/電歪センサを振動させて観察した周波数特性に基づき、前記圧電/電歪センサの検出感度を予測する圧電/電歪センサの検査方法。
An inspection method for a piezoelectric / electrostrictive sensor comprising one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and two or more electrodes,
The piezoelectric / electrostrictive sensor includes a base and a piezoelectric / electrostrictive operating unit, and the base integrally includes a thick support portion having a cavity and a vibration unit covering the cavity. The piezoelectric / electrostrictive actuating part is formed, and includes the one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and the two or more electrodes laminated with the piezoelectric / electrostrictive bodies sandwiched therebetween. When an electric field is generated between the electrodes sandwiching the strain body, the piezoelectric / electrostrictive body is deformed, and the vibration part is displaced in the vertical direction.
Observe the frequency characteristics when vibrating the piezoelectric / electrostrictive sensor,
A frequency characteristic of a reference piezoelectric / electrostrictive sensor having at least one piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes with known dimensions, and a sensor obtained by vibrating the reference piezoelectric / electrostrictive sensor. Piezoelectric / electrostrictive sensor inspection method for predicting detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor based on frequency characteristics observed by vibrating the piezoelectric / electrostrictive sensor using data representing the relationship between dimensions .
前記周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかである請求項に記載の圧電/電歪センサの検査方法。The frequency characteristics include a resonance frequency Fx of one order and a resonance frequency Fy of another order, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = Fy / Fx) obtained by them to one or more frequency differences FDxy (FDxy = FDxy = 5. The method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive sensor according to claim 4 , wherein the inspection method is any one of Fy-Fx). 前記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかである請求項に記載の圧電/電歪センサの検査方法。The frequency characteristic includes a peak height PKx, an area Sx, and a difference between a maximum value and a minimum value of a resonance waveform of one order, and between the resonance waveform of the first order and a resonance waveform of another order. , Peak height ratio PKRxy, peak height difference PKDxy, area ratio SRxy, area difference SDxy, difference between local maximum and local minimum, and difference between local maximum and local minimum The method for inspecting a piezoelectric / electrostrictive sensor according to claim 4 . 1以上の圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪アクチュエータを検査する装置であって、
前記圧電/電歪アクチュエータは、基体と、圧電/電歪作動部と、を有し、前記基体は、キャビティを有する厚肉の支持部と、そのキャビティを覆蓋する振動部とを、一体的に成形してなり、前記圧電/電歪作動部は、前記1以上の圧電/電歪体と、圧電/電歪体を挟んで積層された前記2以上の電極と、を具備し、圧電/電歪体を挟む電極の間に電界が生じると圧電/電歪体が変形し、前記振動部に上下方向の変位を生じるものであり、
前記圧電/電歪アクチュエータを振動させたときの周波数特性を観察する手段と、
寸法が既知である少なくとも1個の、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する基準圧電/電歪アクチュエータの周波数特性と前記基準圧電/電歪アクチュエータを振動させて得られた寸法の間の関係を代表するデータを使用し、前記圧電/電歪アクチュエータを振動させて観察した周波数特性に基づき前記圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測する手段と
を具備する圧電/電歪アクチュエータの検査装置。
An apparatus for inspecting a piezoelectric / electrostrictive actuator comprising one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and two or more electrodes,
The piezoelectric / electrostrictive actuator includes a base body and a piezoelectric / electrostrictive operating portion, and the base body integrally includes a thick support portion having a cavity and a vibration portion covering the cavity. The piezoelectric / electrostrictive actuating part is formed, and includes the one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and the two or more electrodes laminated with the piezoelectric / electrostrictive bodies sandwiched therebetween. When an electric field is generated between the electrodes sandwiching the strain body, the piezoelectric / electrostrictive body is deformed, and the vibration part is displaced in the vertical direction.
Means for observing frequency characteristics when the piezoelectric / electrostrictive actuator is vibrated;
Frequency characteristics of a reference piezoelectric / electrostrictive actuator having at least one piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes of known dimensions, and dimensions obtained by vibrating the reference piezoelectric / electrostrictive actuator. Means for predicting the displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on frequency characteristics observed by vibrating the piezoelectric / electrostrictive actuator using data representative of the relationship between the piezoelectric / electrostrictive actuator ;
A piezoelectric / electrostrictive actuator inspection apparatus comprising:
前記周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかである請求項に記載の圧電/電歪アクチュエータの検査装置。The frequency characteristics include a resonance frequency Fx of one order and a resonance frequency Fy of another order, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = Fy / Fx) obtained by them to one or more frequency differences FDxy (FDxy = FDxy = The inspection apparatus for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to claim 7 , wherein the inspection apparatus is any one of Fy−Fx). 前記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかである請求項に記載の圧電/電歪アクチュエータの検査装置。The frequency characteristic includes a peak height PKx, an area Sx, and a difference between a maximum value and a minimum value of a resonance waveform of one order, and between the resonance waveform of the first order and a resonance waveform of another order. , Peak height ratio PKRxy, peak height difference PKDxy, area ratio SRxy, area difference SDxy, difference between local maximum and local minimum, and difference between local maximum and local minimum The inspection apparatus for a piezoelectric / electrostrictive actuator according to claim 7 . 1以上の圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する圧電/電歪センサを検査する装置であって、
前記圧電/電歪センサは、基体と、圧電/電歪作動部と、を有し、前記基体は、キャビティを有する厚肉の支持部と、そのキャビティを覆蓋する振動部とを、一体的に成形してなり、前記圧電/電歪作動部は、前記1以上の圧電/電歪体と、圧電/電歪体を挟んで積層された前記2以上の電極と、を具備し、圧電/電歪体を挟む電極の間に電界が生じると圧電/電歪体が変形し、前記振動部に上下方向の変位を生じるものであり、
前記圧電/電歪センサを振動させたときの周波数特性を観察する手段と、
寸法が既知である少なくとも1個の、圧電/電歪体と2以上の電極とを具備する基準圧電/電歪センサの周波数特性と前記圧電/電歪センサを振動させて得られた寸法の間の関係を代表するデータを使用し、前記圧電/電歪センサを振動させて観察した周波数特性に基づき前記圧電/電歪センサの検出感度を予測する手段と
を具備する圧電/電歪センサの検査装置。
An apparatus for inspecting a piezoelectric / electrostrictive sensor comprising one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and two or more electrodes,
The piezoelectric / electrostrictive sensor includes a base and a piezoelectric / electrostrictive operating unit, and the base integrally includes a thick support portion having a cavity and a vibration unit covering the cavity. The piezoelectric / electrostrictive actuating part is formed, and includes the one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and the two or more electrodes laminated with the piezoelectric / electrostrictive bodies sandwiched therebetween. When an electric field is generated between the electrodes sandwiching the strain body, the piezoelectric / electrostrictive body is deformed, and the vibration part is displaced in the vertical direction.
Means for observing frequency characteristics when the piezoelectric / electrostrictive sensor is vibrated;
Between the frequency characteristic of a reference piezoelectric / electrostrictive sensor having at least one piezoelectric / electrostrictive body and two or more electrodes of known dimensions and the dimensions obtained by vibrating the piezoelectric / electrostrictive sensor. means for relationship using data representative of, for predicting the sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor based on the frequency characteristic observed by vibrating the piezoelectric / electrostrictive sensor,
A piezoelectric / electrostrictive sensor inspection apparatus comprising:
前記周波数特性が、一の次数の共振周波数Fx及び他の次数の共振周波数Fy、並びに、それらにより求められる1以上の周波数比FRxy(FRxy=Fy/Fx)乃至1以上の周波数差FDxy(FDxy=Fy−Fx)、のうちの何れかである請求項10に記載の圧電/電歪センサの検査装置。The frequency characteristics include a resonance frequency Fx of one order and a resonance frequency Fy of another order, and one or more frequency ratios FRxy (FRxy = Fy / Fx) obtained by them to one or more frequency differences FDxy (FDxy = FDxy = The inspection apparatus for a piezoelectric / electrostrictive sensor according to claim 10 , wherein the inspection apparatus is any one of Fy−Fx). 前記周波数特性が、一の次数の共振波形のピークの高さPKx、面積Sx、及び極大値と極小値の差、並びに、前記一の次数の共振波形と他の次数の共振波形との間の、ピークの高さの比PKRxy、ピークの高さの差PKDxy、面積比SRxy、面積差SDxy、極大値と極小値の差の比、及び極大値と極小値の差の差、のうちの何れかである請求項10に記載の圧電/電歪センサの検査装置。The frequency characteristic includes a peak height PKx, an area Sx, and a difference between a maximum value and a minimum value of a resonance waveform of one order, and between the resonance waveform of the first order and a resonance waveform of another order. , Peak height ratio PKRxy, peak height difference PKDxy, area ratio SRxy, area difference SDxy, difference between local maximum and local minimum, and difference between local maximum and local minimum The inspection apparatus for a piezoelectric / electrostrictive sensor according to claim 10 . 基体と、圧電/電歪作動部と、を有し、前記基体は、キャビティを有する厚肉の支持部と、そのキャビティを覆蓋する振動部とを、一体的に成形してなり、前記圧電/電歪作動部は、1以上の圧電/電歪体と、圧電/電歪体を挟んで積層された2以上の電極と、を具備し、圧電/電歪体を挟む電極の間に電界が生じると圧電/電歪体が変形し、前記振動部に上下方向の変位を生じる圧電/電歪アクチュエータの変位量を予測するために、コンピュータを、
予測変位量を計算しようとする圧電/電歪アクチュエータの周波数特性を入力する手段、
予測変位量の計算式に基づいて前記圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を得る手段、
得られた前記圧電/電歪アクチュエータの予測変位量を出力する手段、
として、機能させるための圧電/電歪アクチュエータの変位量予測プログラム。
A base body and a piezoelectric / electrostrictive operating portion, and the base body is formed by integrally forming a thick support portion having a cavity and a vibrating portion covering the cavity, and The electrostrictive operation unit includes one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and two or more electrodes stacked with the piezoelectric / electrostrictive bodies sandwiched therebetween, and an electric field is generated between the electrodes sandwiching the piezoelectric / electrostrictive bodies. In order to predict the amount of displacement of the piezoelectric / electrostrictive actuator that causes the piezoelectric / electrostrictive body to be deformed and generate a vertical displacement in the vibrating portion ,
Means for inputting the frequency characteristics of the piezoelectric / electrostrictive actuator to calculate the predicted displacement;
Means for obtaining a predicted displacement amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator based on a calculation formula of a predicted displacement amount;
Means for outputting a predicted displacement amount of the obtained piezoelectric / electrostrictive actuator;
As a program for predicting the displacement of a piezoelectric / electrostrictive actuator to function.
基体と、圧電/電歪作動部と、を有し、前記基体は、キャビティを有する厚肉の支持部と、そのキャビティを覆蓋する振動部とを、一体的に成形してなり、前記圧電/電歪作動部は、1以上の圧電/電歪体と、圧電/電歪体を挟んで積層された2以上の電極と、を具備し、圧電/電歪体を挟む電極の間に電界が生じると圧電/電歪体が変形し、前記振動部に上下方向の変位を生じる圧電/電歪センサの検出感度を予測するために、コンピュータを、
予測検出感度を計算しようとする圧電/電歪センサの周波数特性を入力する手段、
予測検出感度の計算式に基づいて前記圧電/電歪センサの予測検出感度を得る手段、
得られた前記圧電/電歪センサの予測検出感度を出力する手段、
として、機能させるための圧電/電歪センサの検出感度予測プログラム。
A base body and a piezoelectric / electrostrictive operating portion, and the base body is formed by integrally forming a thick support portion having a cavity and a vibrating portion covering the cavity, and The electrostrictive operation unit includes one or more piezoelectric / electrostrictive bodies and two or more electrodes stacked with the piezoelectric / electrostrictive bodies sandwiched therebetween, and an electric field is generated between the electrodes sandwiching the piezoelectric / electrostrictive bodies. In order to predict the detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor that causes the piezoelectric / electrostrictive body to be deformed when the piezoelectric / electrostrictive body is deformed and causes the vibration part to move in the vertical direction ,
Means for inputting the frequency characteristics of the piezoelectric / electrostrictive sensor to calculate the predicted detection sensitivity;
Means for obtaining a predicted detection sensitivity of the piezoelectric / electrostrictive sensor based on a calculation formula of a predicted detection sensitivity;
Means for outputting a predicted detection sensitivity of the obtained piezoelectric / electrostrictive sensor;
As a detection sensitivity prediction program for a piezoelectric / electrostrictive sensor for functioning.
JP2006512654A 2004-04-27 2005-04-27 Elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program Expired - Fee Related JP4885714B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006512654A JP4885714B2 (en) 2004-04-27 2005-04-27 Elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004131376 2004-04-27
JP2004131376 2004-04-27
JP2004253310 2004-08-31
JP2004253310 2004-08-31
JP2005055022 2005-02-28
JP2005055022 2005-02-28
PCT/JP2005/008042 WO2005104258A1 (en) 2004-04-27 2005-04-27 Elastic body inspection method, inspection device, and dimension prediction program
JP2006512654A JP4885714B2 (en) 2004-04-27 2005-04-27 Elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2005104258A1 JPWO2005104258A1 (en) 2008-03-13
JP4885714B2 true JP4885714B2 (en) 2012-02-29

Family

ID=35197287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006512654A Expired - Fee Related JP4885714B2 (en) 2004-04-27 2005-04-27 Elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7424827B2 (en)
EP (3) EP1744379A4 (en)
JP (1) JP4885714B2 (en)
WO (1) WO2005104258A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013188929A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Brother Industries Ltd Performance inspection method of piezoelectric actuator and liquid ejection apparatus

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7768276B2 (en) * 2006-11-06 2010-08-03 Sae Magnetics (H. K.) Ltd. Systems and methods for identifying problems with PZT elements of micro-actuators
JP5128981B2 (en) * 2007-07-25 2013-01-23 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive actuator and method for manufacturing piezoelectric / electrostrictive actuator
CN100453964C (en) * 2007-10-12 2009-01-21 东南大学 Electric capacity method testing device for electrostrictive material characteristic
JP5225284B2 (en) * 2007-10-30 2013-07-03 日本碍子株式会社 Electromechanical property inspection method for electromechanical transducer
EP2270892B1 (en) * 2008-04-18 2016-02-24 NGK Insulators, Ltd. Method and apparatus for testing a piezoelectric/electrostrictive actuator, and method for adjusting the actuator
US8217667B2 (en) * 2009-01-16 2012-07-10 Hill-Rom Services, Inc. Method and apparatus for piezoelectric sensor status assessment
DE102010036257A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Epcos Ag Method for controlling bending vibrations of a piezoactuator
GB201101870D0 (en) * 2011-02-03 2011-03-23 The Technology Partnership Plc Pump
US9513179B2 (en) * 2014-01-20 2016-12-06 Good Vibrations Engineering Ltd. Force moment sensor
JP6524679B2 (en) * 2015-02-02 2019-06-05 富士通株式会社 Inspection method of crystal oscillator
JP6451367B2 (en) 2015-02-06 2019-01-16 富士通株式会社 Crystal oscillator
JP7446964B2 (en) * 2020-09-29 2024-03-11 日本発條株式会社 Manufacturing method and manufacturing equipment for suspension for disk devices
DE102022125498A1 (en) 2022-10-04 2024-04-04 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Checking a function of an electromechanical unit of an ultrasonic sensor with at least one mode different from a basic mode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1065231A (en) * 1996-04-15 1998-03-06 Hitachi Metals Ltd Piezoelectric transformer and electric power conversion device thereof
JPH11168246A (en) * 1997-09-30 1999-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric actuator, infrared ray sensor, and piezoelectric light deflector
JP2002005664A (en) * 2000-06-16 2002-01-09 Murata Mfg Co Ltd Vibrator for vibration gyro and vibration gyro using it and electronic device using it
WO2004032320A1 (en) * 2002-10-03 2004-04-15 Sharp Kabushiki Kaisha Microresonator, microfilter, micro-oscillator, and wireless communication device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165289A (en) * 1990-07-10 1992-11-24 Johnson Service Company Resonant mechanical sensor
EP0587408A1 (en) * 1992-09-07 1994-03-16 Terumo Kabushiki Kaisha Method for determination of DNA and sensor therefor
US5566573A (en) * 1994-09-27 1996-10-22 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Capacitive acoustic wave detector and method of using same
US5696324A (en) 1995-05-11 1997-12-09 Iwatsu Electric Co., Ltd. Method and apparatus for predicting the life of an object to be measured using longitudinal waves
JP3320596B2 (en) * 1995-09-27 2002-09-03 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive film element and method of manufacturing the same
US5821424A (en) * 1995-10-16 1998-10-13 Lockheed Idaho Technologies Company Method and apparatus for analyzing the fill characteristics of a packaging container
SE511602C2 (en) 1996-06-17 1999-10-25 Dynalyse Ab Method and apparatus for destructive classification of preferably elongated and / or disc-shaped objects
WO2000000793A1 (en) * 1998-06-26 2000-01-06 Cidra Corporation Fluid parameter measurement in pipes using acoustic pressures
FR2787194B1 (en) * 1998-12-11 2001-01-05 Sagem AUTOMOTIVE TIRE ACCELERATION DETECTOR
US6186004B1 (en) * 1999-05-27 2001-02-13 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for remote, noninvasive characterization of structures and fluids inside containers
US6868348B1 (en) 1999-10-29 2005-03-15 Entek Ird International Corporation Adaptive high frequency energy detection
US6739201B1 (en) * 2000-09-20 2004-05-25 Sandia Corporation Micromechanical apparatus for measurement of forces
NZ527569A (en) * 2001-01-31 2005-11-25 Univ Michigan Tech System for and method of performing evaluation techniques on a log or round timber
WO2002075261A2 (en) * 2001-03-15 2002-09-26 Molecular Reflection Method for monitoring the oscillatory characteristics of a microfabricated resonant mass sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1065231A (en) * 1996-04-15 1998-03-06 Hitachi Metals Ltd Piezoelectric transformer and electric power conversion device thereof
JPH11168246A (en) * 1997-09-30 1999-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric actuator, infrared ray sensor, and piezoelectric light deflector
JP2002005664A (en) * 2000-06-16 2002-01-09 Murata Mfg Co Ltd Vibrator for vibration gyro and vibration gyro using it and electronic device using it
WO2004032320A1 (en) * 2002-10-03 2004-04-15 Sharp Kabushiki Kaisha Microresonator, microfilter, micro-oscillator, and wireless communication device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013188929A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Brother Industries Ltd Performance inspection method of piezoelectric actuator and liquid ejection apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP2104154A2 (en) 2009-09-23
WO2005104258A1 (en) 2005-11-03
EP1744379A4 (en) 2007-10-24
US7424827B2 (en) 2008-09-16
EP2104154A3 (en) 2010-02-17
EP2290722A1 (en) 2011-03-02
EP1744379A1 (en) 2007-01-17
EP2104154B1 (en) 2015-06-03
JPWO2005104258A1 (en) 2008-03-13
US20050284224A1 (en) 2005-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4885714B2 (en) Elastic body inspection method, inspection apparatus, and size prediction program
JP5479325B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive device inspection method and inspection apparatus, and piezoelectric / electrostrictive device adjustment method
Muralt et al. Piezoelectric micromachined ultrasonic transducers based on PZT thin films
Mazzalai et al. Characterization and fatigue of the converse piezoelectric effect in PZT films for MEMS applications
US6595058B2 (en) Method and apparatus for determining dynamic response of microstructure by using pulsed broad bandwidth ultrasonic transducer as BAW hammer
Choi et al. A compliant parallel mechanism with flexure-based joint chains for two translations
KR20070086874A (en) Scanner for probe microscopy
CN100521274C (en) Elastic body inspection method, inspection device, and dimension prediction program
Lee et al. Effects of residual stresses on lead–zirconate–titanate (PZT) thin-film membrane microactuators
Duval et al. Characterisation of PZT thin film micro-actuators using a silicon micro-force sensor
Ying et al. Exact solutions of functionally gradient piezothermoelastic cantilevers and parameter identification
Bazaei et al. Displacement sensing by piezoelectric transducers in high-speed lateral nanopositioning
Mossi et al. Evaluation criteria for THUNDER actuators
Choi et al. Analysis and design of linear parallel compliant stage for ultra-precision motion based on 4-PP flexural joint mechanism
Lin et al. Static force measurement for automation assembly systems
JP5225284B2 (en) Electromechanical property inspection method for electromechanical transducer
JP4532212B2 (en) Inspection method for piezoelectric / electrostrictive device set
Zure et al. Fabrication and measurements of dynamic response of an SOI based non-planar CMUT array
Aloufi et al. Modeling and design of a high-performance hybrid actuator
Ferrara-Bello et al. Design and 3D printed implementation of a microgripper actuated by a piezoelectric stack
Usher et al. Modeling and applications of new piezoelectric actuator technologies
Zhang et al. Characterization of AlN thin film piezoelectric coefficient d31 using Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers (PMUTs)
Bazaei et al. Direct Sensing of Time-Varying Displacement in Nanopositioners by Piezoelectric Ceramics Transducers
Ettefagh et al. Piezoelectric Ceramic Transducers as Time-Varying Displacement Sensors in Nanopositioners
Bansevičius et al. Excitation of 2D resonant oscillations in piezoelectric plate with additional masses

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111206

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111208

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141216

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees